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[添付資料] 工業用ナノ材料に関する環境影響防止ガイドライン
添付資料 工業用ナノ材料に関する 環 境 影 響 防止ガイドライン 平成２１年３月 ナノ材料環境影響基礎調査検討会 目 第１章 次 はじめに ............................................................................................... 1 １．１ 背景及び目的 ................................................................................................... 1 １．２ 本ガイドラインの位置付け.............................................................................. 2 第２章 当面の対応の基本的考え方 ................................................................... 4 第１節 本ガイドラインで対象とするナノ材料とは..................................................... 4 第２節 ナノ材料の使用の実態と環境放出の可能性..................................................... 5 第３節 管理方策 .......................................................................................................... 7 ３．１ 管理の方針 ................................................................................................... 7 ３．２ 当面採るべき対策 ........................................................................................ 8 第３章 今後の課題.......................................................................................... 12 「ナノ材料環境影響基礎調査検討会」の検討委員及び開催状況 ....................... 14 （参考１）ナノ材料の定義・用途等 ................................................................. 15 （参考２）ナノ物質に関する用語..................................................................... 18 （参考３）ナノ材料がヒトの健康、動植物へ影響をもたらす可能性 ................ 19 （参考４）ナノスケールの粒子の測定方法及び環境中挙動の現状 ................... 25 （参考５）ナノスケールの粒子の測定事例....................................................... 31 （参考６）ナノ材料の環境中挙動に関する情報................................................ 33 （参考７）ナノ材料の試験方法及び今後の課題................................................ 35 （参考８）既存技術によるナノ材料の除去の可能性......................................... 38 （参考９）排ガス中のナノ材料の除去のためのフィルター .............................. 40 （参考１０）ナノ材料の管理方策に関する既存指針等における廃棄物の取扱い41 参考資料１ 生物影響に関する試験結果 .......................................................... 42 参考資料２ 測定方法の原理・特徴（主に作業環境の測定方法） ................... 46 参考資料３ 環境中への放出の可能性（整理集約表） ..................................... 47 参考資料４ 国内外の取組の現状と動向（整理集約表）.................................. 50 参考資料リスト................................................................................................. 51 第１章 はじめに １．１ 背景及び目的 ナノテクノロジーは、微小な大きさ及び特殊な形態や化学構造等の特性を持ち、従来の素材 にはない物性を示す新素材の開発・利用に関する技術分野である。 現在、世界各国で研究開発が推進されているところであり、日本でも第３期科学技術基本計 画（平成 18～22 年度）において、第２期基本計画に引き続いて重点推進４分野の一つに取り 上げられている。また、環境省においてもナノテクノロジーによる環境制御、環境計測、汚染 の除去・修復等の応用研究を平成 15 年度以降実施しているところである。 ナノテクノロジーは、革新的な機能や用途、雇用拡大といった側面も含めて、エネルギー・ 環境、医学、通信、運輸等の様々な分野において今後の国民生活に便益をもたらすことが期待 されているが、その利用を我々が享受するためには、利用面での研究開発とともに社会受容性 の向上を図ること、特にヒト及び動植物へのばく露が懸念される工業的使用を目的にして意図 的に製造されるナノ材料（ナノマテリアル） （以下、 「ナノ材料」という。 ）がヒト及び動植物 に影響を及ぼすことのないよう、管理が適切に行われることが必要である。 一方、我が国において、法的な枠組みによるナノ材料に対する管理・規制措置は、現時点で は講じられていない。その背景として、その管理措置の前提となるべきナノ材料のヒトや動植 物への影響についての知見が必ずしも十分ではないこと、新たに開発されたナノ材料は利用の 拡大が見込まれているものの、その見通しについても先端技術として取り扱われていることか ら情報公開が必ずしも十分ではなく、また将来的には新たな特徴を有するナノ材料の開発が考 えられるなど、現時点で将来にわたるばく露経路を同定することが困難であること等が挙げら れる。これらに関する評価手法については、国際的に検討・評価されている現状であり、各ナ ノ材料の詳細なリスク評価の実施にはまだ時間を要するものと考えられる。 （参照：参考資料４－国内外の取組の現状と動向） 現状では、ナノ材料のヒトや動植物への影響に関しては特定の評価はなされていない。しか しながら、ナノ材料の中には、ヒト健康被害が発生した物質と形状が似通っている物質や、従 来から流通しており、粒子サイズに関わらず物質としての発がん性について一定の評価がなさ れているものもある。これらの物質が環境中に放出された後にその有害性が明らかになった場 合に、当該物質を回収し、かつ環境を回復するために多大なコストを必要とするであろうこと は想像に難くない。また、環境経由のばく露がおこれば、有害性の評価が確定される前に、ヒ トや動植物への被害が顕在化するおそれもある。 我が国及び世界においては、有害性の同定がなされないままに使用が拡大し環境中への放出 が起こった結果生じた深刻な健康被害を経験している。同じ過ちを重ねることはできない。ア ジェンダ２１の第１５原則でも予防的な取組が求められているが、これは被害が発生した際に、 - 1 - 原因事業者に求められる多大な負担を軽減する意味でも重要な取組である。このため、ナノ材 料の利用にあたっては、そのような被害を発生させるばく露の防止を未然に図ることが肝要で ある。 過去の経験を踏まえ、環境政策においては、ヒトの健康や生活環境に影響を及ぼす汚染物質 について、規制等に基づいた環境への排出抑制等の対応が取られているが、ナノ材料の特徴に ついては社会が普遍的な知見を共有するに至っていない。 その一方で、ナノ材料の物理化学特性・ヒトや動植物への影響及び用途については、それを 取り扱う事業者等（製造する事業者、使用し製品として利用する事業者、運搬あるいは廃棄物 として処理する事業者等）が最も多くの知見を有することに鑑みれば、ナノ材料の利用が現に 拡大しつつある現時点においては、ナノ材料を取り扱う事業者等によって、環境中への放出を 防止するための自主的な管理が行われることが期待される。 本ガイドラインは、このような背景を踏まえ、ナノ材料を取り扱う事業者等が適切な管理措 置を講じることで、環境経由でヒトや動植物がナノ材料にばく露されることによって生ずる影 響を未然に防止することを目的として策定し、あわせて現時点で得られている知見及び今後の 課題についても整理したものである。 １．２ 本ガイドラインの位置付け 本ガイドラインは、事業者等が環境保全上の適切な管理方策を選択するための情報について まとめたものである。これらの情報を以下に示す３つの観点から整理した。 （１）現時点での情報及び知見 現時点で得られる情報及び知見を収集・整理し、それらを広く公開し、事業者等、国、及 び市民が情報を共有することにより、不正確な情報による漠然とした不安を解消するととも に、現時点で可能な対策を検討するための基礎情報や知見を提供する（情報は主に参考及び 参考資料として添付した） 。 （２）当面の対応の基本的考え方の提示 ナノテクノロジーの責任ある開発を推進する観点から、環境保全に係る予防的取組の必要 性に鑑み、国や事業者等が取り組むべき事項、留意すべき点等を提示する。 （３）今後の課題 事業者等の自らによる適切な管理の促進のため、未だ解明されていない問題を整理し、環 境経由のヒトあるいは動植物に与える影響防止の観点から、今後優先的に知見やデータの収 集あるいは技術開発等に取り組むべき課題及び方法を明確化し、国等と連携すべき内容を呈 示する。 なお、ナノ材料がヒト及び動植物に影響をもたらす可能性は、本ガイドラインが対象とする - 2 - 環境経由のばく露以外にも、事業場内で作業従事者が受けるばく露及びナノ材料を含んだ製品 の使用時に消費者等が受けるばく露が想定される。これらについても未然防止の取組が必要で あるが、このための対応については厚生労働省において検討され、通知あるいは報告書が公表 されているところである1 2。また、経済産業省においても、事業者等の自主的取組の観点から の対策について検討が行われている3。 本ガイドラインは、現状で確認できたナノ材料の使用状況を前提としたもので、新素材や新 製品の開発によって環境中への新たな放出が生じる可能性がある。また、それらの中には現時 点では予想されないような環境挙動や生物影響を示すものも考えられる。このような場合につ いても、本ガイドラインに示した基本的考え方に沿って、事業者等により適切な管理手法が選 択されることが期待される。 ※本ガイドラインの作成に当たっては、有識者、学識経験者からなる「ナノ材料環境影響基礎調 査検討会」を開催し、５回にわたる検討会等を通じ、委員より御意見、御助言等を得つつ取り まとめた（参照：巻末－「ナノ材料環境影響基礎調査検討会」の検討委員及び開催状況） 。 1 「ヒトに対する有害性が明らかでない化学物質に対する労働者ばく露の予防的対策に関する検 討会（ナノマテリアルについて）報告書」（平成20年11月） http://www.mhlw.go.jp/shingi/2008/11/dl/s1126-6a.pdf 2 ナノマテリアルの安全対策に関する検討会 報告書 3 「ナノマテリアル製造事業者等における安全対策のあり方研究会 報告書（案） 」 （平成 21 年 2 月） - 3 - 第２章 当面の対応の基本的考え方 化学物質による環境リスクを管理する場合、その有害性の程度を確認し、その程度に応じて放 出量を一定のレベルに抑制することで、ヒトや動植物へのばく露の程度を影響のおそれの低いレ ベルに制御するといったような管理方策を採ることが必要とされる。しかし、ナノ材料の場合、 前章で整理したとおり、生物影響に関する評価が定まっておらず、環境影響を防止するために必 要なばく露管理レベルが設定できない状況である。 （参照：参考３－ナノ材料がヒトの健康、動植物への影響をもたらす可能性、参考４－ナノ材料 の測定方法及び環境中ばく露の現状、参考５－ナノ材料の測定事例、参考６－ナノ材料の環境 中挙動に関する情報、参考７－ナノ材料の試験方法及び今後の課題、参考資料１－生物影響に 関する試験結果、参考資料２－測定方法の原理・特徴） しかし、ナノ材料については、生物影響の懸念を示す試験結果等が報告され、また、一旦環境 中に放出されれば環境浄化が困難なことに鑑みれば、環境中への放出を可能な限り防止する対策 を講じることで、それらが及ぼし得る影響を未然防止する観点が重要である。 本章では、ナノ材料が環境経由でヒト健康や動植物に及ぼす影響を未然防止するための当面の 基本的考え方として、使用実態と環境放出の可能性を考慮し、それらを抑制するために講ずるべ き管理方策についてまとめる。 第１節 本ガイドラインで対象とするナノ材料とは ナノとは、１０のマイナス９乗（１０-9）を表す言葉であり、長さの単位として用いられる場 ）とは１メートルの 10 億分の１である。人や生物を構成し 合、１ナノメートル（１nm（１０-9m） ている細胞の大きさがマイクロメートル（１メートルの 100 万分の１）いうオーダーのサイズで あるのに比べ、ナノメートルは分子の大きさのオーダーのサイズであり、生体内への取り込まれ やすさ、取り込まれた後の挙動や反応が、従来扱われてきた物質とは異なる可能性がある。 本ガイドラインで対象にする物質は、その大きさ（一次粒径あるいは少なくとも１辺の長さ） がナノスケール（1nm～100nm）で表されるものである。これらの起源には、①自然界に元々存在 するもの、②人間活動による燃焼や摩擦により非意図的に発生するもの、③人工的にある用途の ため意図的に製造されるもの、が挙げられる。環境中への放出を管理するという観点からは、主 に②及び③が対象となるが、②についてはその発生源等が多様であり、また、環境中への放出の 実態や挙動等の把握が現時点の技術では容易でない。一方、③については、事業者等の選択によ り今後様々な用途でその利用の拡大が見込まれるものの、その管理方法あるいは利用方法によっ ては環境中への放出の結果生じるばく露を低減しヒト健康や動植物へ与える影響の未然防止が 可能であると考えられるため、本ガイドラインでは、③の工業的に製造・使用されるナノスケー ルの物質（ナノ物質）及びそれらにより構成される構造体（ナノスケールの構造体を持つ物体、 ナノ物質が凝集したものを含む）を「ナノ材料」と呼び、扱うこととする。 （参照：参考１－ナノ材料の定義・用途等、参考２－ナノ物質に関する用語） - 4 - 第２節 ナノ材料の使用の実態と環境放出の可能性 ここでは、ナノ材料の使用の実態とそれに伴う環境放出の可能性について、文献調査及び事業 者等からのヒアリング等により得られた知見を取りまとめた。 ナノ材料の製造、使用、廃棄といったライフサイクル、及びその過程で一般環境にナノ材料が 放出される全般的な経路を次頁の図に示す。ここでは、特定のナノ材料に着目せず、一般的に想 定される経路を抽出した。 ナノ材料の製造や加工する際には、ナノ材料の取扱方法や種類に応じて排ガスや廃水、廃棄物 に含まれてナノ材料が排出される可能性がある。 一方、 ナノ材料を用いた製品の使用に際しては、 ナノ材料が環境中に放出されるおそれがある。 例えば、化粧品に含まれるナノ材料は洗顔時に下水に流入し、下水処理場で一部汚泥として回 収され、処理できない部分は公共用水域に流れ込む。回収されたナノ材料を含む下水汚泥は廃棄 物（産業廃棄物）となり、直接又は中間処理を経た後、焼却処分あるいは埋立処分されると想定 される。 また、ナノ材料を含むプラスチック製品が不用になると廃棄される。ナノ材料を含む廃棄物を 焼却すると、種類によっては熱分解されるが、熱分解されない無機系のものはばいじんや燃え殻 に残存し、一部は大気中に放出される。これらのプラスチック廃棄物をリサイクルする場合も、 リサイクル処理過程中で一部は排水中に移行し、汚泥として回収されない部分は公共用水域に放 出されると想定される。 このようなナノ材料の製造、使用、廃棄の状況に関する種々の情報を整理した上で、ナノ材料 が環境中に放出される経路を推測した。なお、各材料の検討結果は参考資料３に集約した。 なお、現時点では知見が乏しいが、ナノ材料を大量に埋立処分を行う場合、廃棄物処分場跡地 の改変及び利用の際にナノ材料を環境中に拡散させるおそれがある。 （参照：参考資料３－環境への放出の可能性） - 5 - 集じん装置フィルター､ 不良品、ウエス、 残余材料 梱包資材 等 分別・保管 運搬 ナノ材料の製造 （製造事業者） 自社内処理 下水処理 汚 泥 ナノ材料の加工 （加工事業者） 下水 材料/製品の廃棄 （関係事業者・消費者） 排水 公共用水域 環境大気 製品の使用 （使用事業者、消費者） 直接埋立 破砕時の飛散 中間処理 （破砕、焼却等） 焼却時の放出 飛散 ばいじん、燃え殻 汚 泥 リサイクル 最終処分（埋立） 図 製造、使用、廃棄に伴うナノ材料の環境中への放出経路の概要（全体想定図） - 6 - 第３節 管理方策 ３．１ 管理の方針 ナノ材料は、製造・使用・廃棄に伴い適切な措置が取られない場合、環境中に放出され、ヒト あるいは動植物がばく露する可能性がある。このようなばく露を未然に防止するための管理方策 としては、環境媒体への放出経路を特定し、それを踏まえたナノ材料を放出しない製造装置又は 施設、製品設計、分別・管理等が行われることが基本である。また、外部放出の可能性がある場 合には、それを捕捉し、除去する工程を置くことが必要となる。仮に、外部放出されたナノ材料 を除去する方策を採ることができない製造装置又は施設等があった場合、事業者等により安全性 が十分担保されない限り、他の候補物質の活用等を検討するべきである。 管理方策としては、これらの直接的管理技術に加えて、その効果を検証・確認するための測定、 生産量や廃棄量等の記録・保管、生物影響等に関する情報の収集、ばく露量の測定、リスク評価 による安全性の確認等の対応も含まれる。 個別の環境媒体への放出経路は以下のように概要される。 （１）大気への放出の可能性 ナノ材料の大気放出の可能性としては、まず製造又は加工装置からのナノ材料の放出・飛散が ある。 また、ナノ材料の輸送時の大気への飛散、梱包又は開封時の飛散の可能性がある。 光触媒機能を有する塗料及びナノ材料を含むスプレーなど、製品の使用時にもナノ材料が大気 中に放出される可能性がある。光触媒機能を有する塗料（アナタース型二酸化チタン等）では、 長期間の使用による劣化及び剥離に伴い、ナノ材料が環境中に放出される可能性がある。一方、 ナノ材料を含むスプレーの場合は、その使用時に環境中に直接的に放出されることになる。 （２）水への放出の可能性 製造工程又は加工工程から排出される排水や清掃等の作業により生じた廃水に含まれるナノ材 料は公共用水域に放出される可能性がある。水質汚濁防止法特定施設等から排出される排水は、 一般には事業者等が排水処理施設を設置し、凝集沈殿等の処理を行い、汚染物質を除いてから排 出されるが、ナノ材料については除去効率が十分かどうかは現状では不明であり、十分な効率が 得られないと、公共用水域に放出される可能性がある。 化粧品や日用品に使用されているナノ材料（二酸化チタン、酸化亜鉛、銀、ポリスチレン等） は、その使用中（洗顔等を含む）に一般家庭下水に流入する。一般家庭から排出される下水は通 常、下水処理場で処理され、その過程で活性汚泥への吸着や凝集沈殿で除去される割合は高いと 考えられるが、 それらの処理による除去効率は現状では不明であり、 十分な効率が得られないと、 公共用水域に放出される可能性がある。 （３）廃棄物の排出の可能性 製造・加工や使用に伴ってナノ材料を含む様々な廃棄物が発生する。事業場で使用したフィル - 7 - ター（HEPA フィルターなど） 、清掃時に使用した紙類、布類、使用済みの運搬容器や袋等が廃棄 物として排出される可能性がある。また、不良品や開発用に使用したナノ材料が不要となった場 合等、ナノ材料自体が直接廃棄される場合も考えられる。事業所内でナノ材料を含む排ガスや排 水の処理を行う際にも、ばいじんや汚泥などの廃棄物に含まれてナノ材料が環境中に排出される 可能性がある。 これらの廃棄物が、排出事業者によって自社内で処理されるにせよ、廃棄物処理業者に引き渡 されて処理されるにせよ、保管・廃棄時の取扱いが適切でなかったり、その性状に応じた処理方 法が採られない場合には、 廃棄物処理過程を通じてナノ材料が環境中に放出される可能性がある。 中間処理として破砕処理が行われると、破砕時にナノ材料が飛散するおそれがある。 ナノ材料又はナノ材料を含む製品が適切な条件下で焼却処理された場合は、現在一般的に使用 されている炭素系のナノ材料は、我が国で規定されている焼却施設の性能（800℃以上、滞留時間 2 秒以上）では分解される可能性が高い（参考１０参照） 。しかし、耐火性能の高い材料が開発さ れた場合は、その物理化学特性に準じた処理条件を選定することが必要である。 一方、無機系のナノ材料は焼却時に分解されるとは限らず、その挙動及び焼却排ガスの集じん 装置の捕集効率が不明であり、一部は集じん装置で捕集できずに大気中に直接放出される可能性 がある。 焼却施設で生じたばいじん及び燃え殻で溶融等の固化処理が施されたものは環境中に再放出さ れる可能性は少ない。そのまま埋立処分された場合は覆土等の措置により環境中への飛散は低減 できるが、運搬時又は積み降ろし時の飛散の可能性がある。 廃水処理で生じた有機系の汚泥は、コンポスト化や焼却処分が実施されている。 焼却処分される場合は、汚泥に含まれるナノ材料も炭素系のものは適切な条件下では分解され る可能性があるが、無機系のものは一部が集じん装置で除去できず大気中に放出される可能性が ある。 コンポスト化では炭素系のナノ材料でも分解・無害化されにくいと考えられ、コンポストの施 用等に伴い、一般環境中への飛散の可能性が残る。 分解・無害化されないナノ材料は最終的には埋立処分されることになる。 、覆土等の措置により 環境中への飛散の可能性は少ないが、埋立処分場の跡地利用等における掘り起こし等の将来的な 改変時の環境への放出の可能性については今後も検討が必要である。埋立処分場からの浸出水へ の溶出については、土壌等による吸着の可能性も考えられるが関連情報が乏しく、現状では環境 中への放出の可能性は不明である。 ３．２ 当面採るべき対策 前節の整理を基に、事業者等は自らが扱うナノ材料が、その性状や形状、種類と加工工程、用 途等から考えて、どの段階でどのような環境媒体への放出の可能性があるのか、考えられる放出 経路を具体的に特定することが必要である。その上で、現実の放出を防止するため、特定された - 8 - 放出経路ごとに、適切な管理技術を個別に検討する必要がある。 ナノ材料の環境中への放出管理のためには、各事業者がそれぞれの事情に応じた対応を取るこ とになるが、以下に一般的に採ることが推奨される対策をまとめた。各事業者が対応を検討する 際の参考に利用されることが期待される。 なお、現在商用化されているナノ材料の具体的な対応策について記述するが、新たに開発され たものについては、それらの特性を十分勘案し、適切な措置を講じる必要がある。 （参照：参考８－既存技術によるナノ材料の除去の可能性、参考９－排気中のナノ材料の除去の ためのフィルター、参考１０－ナノ材料の管理方策に関する既存指針等における廃棄物の取扱 い） （１）ナノ材料の製造事業場 ナノ材料の製造事業場及び加工事業場では、取り扱っているナノ材料の種類の特定と、また集 中的な放出管理が可能である。これらの事業場では、ナノ材料の環境中への放出を抑制するため に、可能な限り事業場外への放出が行われない措置を実施することが適当である。 ○ 製造、梱包、運搬等ナノ材料の取り扱う経路を確認し、閉鎖された場所や密閉容器等 を使用する工程を閉鎖系に変更するなど、ナノ材料を放出しない措置を施す。 また、工程の閉鎖化又は密閉化が困難である場合には、環境中にナノ材料が放出されないよう 適切な処理工程を置くことが適当である。 ○ 製造装置からの放出を防止するため、排気装置を外部への拡散防止に有効な箇所に設 置する。ナノ材料のために設置された排気装置では、使用しているナノ材料の性状（粒 子状のナノ材料は繊維状のものに比べてフィルターによる捕集が困難である）を勘案し、 排気部分に環境放出を防止できるフィルターを使用する。 厚生労働省が「ヒトに対する有害性が明らかでない化学物質に対する労働者ばく露の 予防的対策に関する検討会報告書（2008 年 11 月） 」により推奨している局所排気装置（ナ ノマテリアルの粒径又は凝集の状態、フィルターの捕集能力等を調査し、対象とするナ ノマテリアルが捕集可能な適切なフィルターを選定するようにし、調査を行わない場合 には HEPA フィルター又はこれと同等の性能を有するフィルターの使用）を使用するこ とで、放出抑制には効果があると考えられるが、適正な頻度で交換する等、取扱い上の 管理を十分に行う。 ○ ナノ材料を含む排水は必ず排水処理施設による処理を施すとともに、ナノ材料を含む と考えられる汚泥は、その性状に応じて焼却（炭素系ナノ材料）や固化（無機系ナノ材 料）といった措置を施す。 ○ 取り扱っているナノ材料について、用いた高性能フィルターの除去効率や排水処理に よる除去効率についての情報収集を行う。 多くの場合、環境中への放出の主な経路は、ナノ材料を含む廃棄物を扱う際に生ずると推測さ れる。特に、不良品や開発用に使用したナノ材料を廃棄する場合には、純度が高く、まとまった - 9 - 量を扱うことになるため、それらを環境中に拡散させないための措置が必要となる。また、製造 事業者は製造しているナノ材料の適正な処理方法を検討・確認しておくことが適当である。 ○ 廃棄処理においては性状に応じて焼却（炭素系ナノ材料）や固化（無機系ナノ材料） といった措置を施す。 使用済みのフィルター、清掃時の紙・布類、不要になったナノ材料、ナノ材料の運搬 容器や袋等、ナノ材料が付着している廃棄物あるいはナノ材料そのものは、他の廃棄物 と区別して密閉容器に保管し、性状に応じた廃棄物処理が可能なように、含まれるナノ 材料の種類や適切な処理方法を表示した上で、自社で処理を行うか又は廃棄物処理事業 者に引き渡す。処理を業者に委託する場合、ＷＤＳ（廃棄物データシート）での明示、 及びナノ材料の種類に応じた処理方法を指示する。 一方、ナノ材料を含む廃棄物を自社で処理する場合においては、ナノ材料の種類に応 じて、 （３）に準じた適正な処理を実施する。 ○ なお、炭素系のナノ材料が付着したグラスフィルター、無機系のナノ材料が付着した 布類といった、そのままでは適正な処理が困難な廃棄物は、専門家に相談の上、環境中 に放出しない措置を講ずる。 （２）ナノ材料を含む製品の製造事業者 ナノ材料が製品に使用される場合、製品製造事業者はナノ材料をナノ材料自体の製造事業者か ら購入しているケースが多い。 ナノ材料を含む製品については、使用時の放出の可能性、廃棄後の処理の必要性について、製 品の企画・設計の段階において配慮し、製品を経由したばく露の防止策、表示等による使用者へ の注意喚起等を検討することが適当である。 ○ ナノ材料を用いた製品の製造を予定する場合、その使用時の放出（例：スプレー） 、 使用中の放出（例：塗料） 、使用後の放出（例：化粧品） 、廃棄時の放出の可能性につい て考慮する。 ○ 基本的には、ナノ材料を放出させない用途、設計を検討する。仮に環境への放出が避 けられない場合は、他の候補物質の活用を検討する。当該ナノ材料の使用が不可避な場 合、そのヒトや動植物への影響、環境残留性等について、専門家へ相談しつつ設計・販 売を行う。また、それらの評価結果を使用者に明らかにすることを検討する。 （３）ナノ材料の廃棄及びナノ材料を含む製品の廃棄時 廃棄物に含まれるナノ材料の適切な処理方法が明示されているか、処理事業者に明確に伝達さ れる場合は、中間処理施設を含めて、記載された注意事項に留意した廃棄処理が可能となる。廃 棄物処理においては、性状によって焼却（炭素系ナノ材料）や固化（無機系ナノ材料）による埋 立といった適切な措置を実施することが適当である。 ○ ばいじんや燃え殻、乾燥した汚泥などの飛散しやすい廃棄物を取り扱う時は、湿潤状 態に保つ、二重梱包、密閉容器保管といった飛散防止措置の実施の上、できる限り飛散 させないよう丁寧に取り扱う。 - 10 - ○ 破砕処理を行う際には製品に含まれるナノ材料が飛散することがないよう、湿潤化等 の適当な処理を施す。なお、不必要な破砕も避ける。 - 11 - 第３章 今後の課題 ナノ材料の環境影響の未然防止のためには、今後更に以下の点について検討を深める必要が あると考えられる。本ガイドラインはナノ材料を製造・使用・廃棄する事業者等を対象とした ものであるが、事業者等の自らの努力により情報収集等を行うのみならず、国との連携により 管理方策の改良を行うことが有効であろう。例えば、現時点での知見をとりまとめた本ガイド ラインについては、今後とも国及び事業者等が収集した科学的知見に基づき、適時、見直しを 行う必要があるが、その際には国と事業者等の協力・連携が必要となろう。 （１）ナノ材料に関する情報の収集整理 ナノ材料については、その物理化学特性やヒトの健康及び動植物への影響等の基礎的な情報が 徐々に得られつつあるが、今後の適切な利用拡大及び管理方策の検討にあたっては、これら情報 を収集整理することが有効である。 海外においては企業の自主的な情報提供が実施されている。 今後、国において情報提供システムの整備がなされた場合には、ナノ材料の物理化学特性や生 物影響に関する情報を有する企業や研究機関は、積極的な情報提供が望まれる。 また、ばく露評価のための基礎資料として重要である生産量や取扱量、廃棄量といった情報に ついては、事業者等が記録し、保管することが必要である。 （２）ヒト及び動植物への影響の確認（試験方法） ナノ材料がヒトの健康及び動植物へ及ぼす影響に関する情報は徐々に得られつつあるが、 まだ、 安全性を確保するために必要十分な情報が得られた状況にはない。 今後は、それらの影響に関する試験の積極的な推進が必要であるとともに、それらの結果に関 する情報の交換を促進する機構・システムの構築が必要である。特に、ナノ材料が環境中で凝集 されても、生体内に取り込まれると、再び分離して生体に影響を及ぼすという可能性も指摘され ており、これも含めた体内での挙動についての検証が必要である。また、生体内での残留性、慢 性的な影響について、ナノ材料の物理化学特性を考慮しつつ出来る限り情報収集をすることが望 まれる。 また、これらの知見を得る際にも、ナノ材料の物理化学特性、目的とする性能や用途といった 情報が不十分なため、有効な試験方法（試料の調製方法を含む）やエンドポイントが確立してい ない。試験方法等については現在 OECD 等の国際機関で検討中であり、国はその活動に積極的に参 画するとともに検討結果を周知する必要があり、事業者等も自らが有する情報を提供するなど、 国の活動への協力が求められる。 （３）測定方法 ナノ材料の測定では、一般環境中にはナノ材料以外にも同程度の大きさの粒子が存在するため （第２章第１節を参照） 、大きさだけでは同定ができず、成分分析等によるナノ材料の特定が必要 になる。また、一般環境中での微量な汚染物質の測定は容易ではないことが知られている。現状 - 12 - では、 ナノ材料を扱う事業場の作業環境については複数の測定技術が適用できるとされているが、 実際には上記のような問題点が残されており、その測定事例は必ずしも豊富ではない。 ナノ材料の分析試料の採取方法として、繊維状のナノ材料については石綿と類似の手法が可能 と考えられるが、粒子状ナノ材料については、特に水試料中のナノ材料についての分級技術等が 未検討である。 また、成分分析については、金属系のナノ材料は定量下限が必ずしも十分でないという問題は 残るものの、PM2.5 の分析等で使用されている分析方法の活用が可能であるが、炭素系のナノ材 料で有機溶媒に溶解しないもの（カーボンナノチューブ等）については分析が困難であり、更な る検討を要する。 このため、国と事業者等が協力してナノ材料の計測技術の検討や一般環境中での測定の可能性 についての検討を進める必要がある。 （４）環境中での挙動、実態把握 ナノ材料の環境中での挙動については、推測情報はあるものの、実際の調査結果はない。ばく 露経路の推定のためには環境中の挙動に関する情報は必須であり、また環境試料の的確な採取場 所や採取方法等を計画する上でもナノ材料の環境中での挙動に関する情報の収集が必要である。 国と事業者等が協力して、測定方法の検討とあわせて、一般環境中でのナノ材料の存在状況等 に関する情報の収集、蓄積を行う必要がある。 （５）管理技術 現状の排ガス処理、排水処理、廃棄物処理で用いられている技術のナノ材料の除去性能等につ いては不明な点が多い。 特に以下のような点について、既存技術の有効性の確認及び新技術の検討をする必要がある。 ○ 排水処理施設におけるナノ材料の除去効率 ○ バグフィルター等の大型の集じん装置によるナノ材料の除去効率 ○ 焼却処分時のナノ材料の挙動（特に、無機系のナノ材料について、大きな粒子として ばいじんや燃え殻中に残存する可能性等） ○ 埋立処分後の浸出水への移行挙動（土壌への吸着等） ○ 破砕処理を実施する際の製品中のナノ材料の飛散状況及び飛散防止技術 ○ ナノ材料を含む塗料やスプレーからの環境中への放出実態の確認及び放出防止技術 - 13 - 「ナノ材料環境影響基礎調査検討会」の検討委員及び開催状況 「ナノ材料環境影響基礎調査検討会」検討委員 （敬称略。所属・役職は平成 20 年４月時点） 川島 昭二 ナノテクノロジービジネス推進協議会 社会受容・標準化委員会委員 （前任 宗兼史典 ナノテクノロジービジネス推進協議会 社会受容・標準化委員会委員） 菅野 純 国立医薬品食品衛生研究所 安全性生物試験研究センター 毒性部長 貴田 晶子 独立行政法人国立環境研究所 循環型社会・廃棄物研究センター 廃棄物試験評価研究室長 神山 宣彦 東洋大学 経済学部経済学科 教授 小林 隆弘 東京工業大学 統合研究院 ソリューション研究機構 特任教授 櫻井 博 独立行政法人産業技術総合研究所 計測標準研究部門 物性統計科 応用統計研究室 室員 庄野 文章 （社）日本化学工業協会 REACHタスクフォース事務局長 兼 化学物質管理部長 高月 峰夫 財団法人化学物質評価研究機構 常務理事 鷹屋 光俊 独立行政法人労働安全衛生総合研究所 環境計測管理研究グループ 上席研究員 鑪迫 典久 独立行政法人国立環境研究所 環境リスク研究センター 環境曝露計測研究室 主任研究員 谷本 憲弘 日本酸化チタン工業会 ナノ酸化チタン小委員会 副委員長 中杉 修身 （座長） 上智大学大学院 地球環境研究科 教授 平野 靖史郎 独立行政法人国立環境研究所 環境リスク研究センター 環境ナノ生体影響研究室長 明星 敏彦 産業医科大学 産業生態科学研究所 准教授 「ナノ材料環境影響基礎調査検討会」の開催状況 ・第 1 回検討会 ：平成 20 年 6 月 16 日 ・第２回検討会 ：平成 20 年 8 月 6 日 ・第３回検討会 ：平成 20 年 12 月 24 日 ・第４回検討会 ：平成 21 年 1 月 27 日 ・第５回検討会 ：平成 21 年 3 月 3 日 - 14 - （参考１）ナノ材料の定義・用途等 １ ナノ材料の定義 2008 年 9 月に発行されたＩＳＯ資料によれば、ナノ物質とは、３つの次元（縦、横、高さ）の 。 いずれかがナノスケール（1nm～100nm）4の物質を示すものとされている（参考２参照） 本ガイドラインでは、ナノ物質のうち、工業的使用を目的に意図的に製造されたもの（ＯＥＣ Ｄに設置されたＷＰＭＮ（Working party on manufactured nanomaterials）が定義する「特殊な 特性あるいは特殊な構造を持つように意図的に作成されたナノ物質」とほぼ同趣旨）及びその凝 集物を「ナノ材料」と定義し、火山灰等自然現象で生じるものや自動車排ガス中等に含まれる人 間活動によって非意図的に生じるナノスケールの粒子は含まないものとする。 ２ ナノ材料の種類及び用途、使用状況 ナノ材料の使用状況等の情報を表Ａ（17 頁）に集約した。 現在我が国において、1 トン／年以上が使用されているナノ材料は下記のものである。 ・1000 トン／年以上 ：カーボンブラック、シリカ、酸化チタン、ニッケル ・100～1000 トン／年 ：顔料微粒子、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、モンモリロナイト、 アクリル微粒子 ・10～100 トン／年 ：カーボンナノファイバー、多層カーボンナノチューブ、 デンドリマー、銀＋無機粒子、ポリスチレン、 ・1～10 トン／年 ：酸化セリウム、フラーレン ・国内情報はないが 1 トン／年以上の使用の可能性のある物質5：酸化イットリウム ３ ＯＥＣＤにおける優先取組物質 ＯＥＣＤのＷＰＭＮが優先的に検討を進める対象として選定したナノ材料は次頁の 14 物質で ある6。これらは 2007 年時点での国際的な商業的利用状況を勘案して選定されている。 これらのナノ材料については、我が国においても、現在、あるいは将来幅広く利用される可能 性がある物質として参照することが適当である。 4 nm とは 10-9 m の大きさの単位であり、1nm＝0.001μm である。なお、髪の毛の直径は十μm 程度、 細胞の大きさは数μm 程度、ウィルスの大きさは数十～数百 nm である。 5 UNEP GEO Year Book 2007 によれば、酸化イットリウムの 2006-2007 年の全世界での使用量は 2500 トン／年、2011-2014 年の使用量は 7500 トン／年と予想されている。 6 LIST OF MANUFACTURED NANOMATERIALS AND LIST OF ENDPOINTS FOR PHASE ONE OF THE OECD TESTING PROGRAMME. ENV/JM/MONO(2008)13/REV 07-Jul-2008 http://www.olis.oecd.org/olis/2008doc.nsf/LinkTo/NT000034C6/$FILE/JT03248749.PDF - 15 - １） フラーレン（C60） ８） 酸化アルミニウム ２） 単層カーボンナノチューブ（SWCNTs） ９） 酸化セリウム ３） 多層カーボンナノチューブ（MWCNTs） １０）酸化亜鉛 ４） 銀ナノ粒子 １１）二酸化ケイ素 ５） 鉄ナノ粒子 １２）ポリスチレン ６） カーボンブラック １３）樹状高分子（dendrimers） ７） 二酸化チタン １４）ナノクレイ - 16 - 表Ａ ナノ材料の種類、使用状況、用途等 ナノ材料の種類 フラーレン 国内使用量 （2006 年） 主な用途 約 2 トン ｽﾎﾟｰﾂ用品：100% 単層カーボンナノチューブ 約 100kg （SWCNTs） 多層カーボンナノチューブ 約 60 トン （MWCNTs） 研究開発中：100% 半導体ﾄﾚｲ：90%、 その他：10% 日用品、キッチン回 り、食品密封容器等 将来用途 燃料電池、太陽電池、バイ オ医療、化粧品 高速動作トランジスタ、燃 料電池、水素ガス吸蔵 等 導電ペースト、蓄電デバイ ス、燃料電池、医療 等 銀＋無機微粒子 約 50 トン 鉄 200～300 トン 家電・電気電子製品 カーボンブラック 約 83 万ﾄﾝ タイヤ：95%、 顔料：4% 等 燃料電池・化粧品・高品質 タイヤ 化粧品：60%、 トナー：33%、 自動車用塗料：5% 化粧品拡大、トナー・ディ スプレイ用、反射防止フィ ルム 家電・電気電子製品 半導体関連の研磨剤 化粧品：80%、 その他：20% ｼﾘｺｰﾝｺﾞﾑ：57%、 FRP：11%、塗料：10%、 その他：22% ﾃﾞｨｽﾌﾟﾚｲの反射防止 光拡散用途、化粧品 塗料､化粧品､医薬 品､食品添加物､触媒 等 紙用途：95%、 その他：5% インクジェット等 化粧品､ｲﾝｸｼﾞｪｯﾄ ﾘﾁｳﾑｲｵﾝ電池：50%、 その他：50% 食品・パッケージ、 化粧品、触媒 研究用試薬 家電・電気電子製品 蛍光膜 － － 透明導電膜利用(酸化イン ジウムスズの代替) 二酸化チタン （ルチル型の使用が多い 約 1,250 ﾄﾝ が、光触媒塗料にはアナ タース型の使用が多い） 酸化アルミニウム 約 700 トン 酸化セリウム 2～3 トン 酸化亜鉛 約 480 ﾄﾝ 二酸化ケイ素（シリカ） 約 13,500 ﾄﾝ ポリスチレン 約 10 トン ナノクレイ 約 250 トン 樹状高分子 （デンドリマ） 顔料微粒子 アクリル微粒子 約 800 トン 約 225 トン カーボンナノファイバー 60～70 ﾄﾝ 白金 約 0.09 トン 約 50 トン － － 既存用途の成熟化 － － 紙用途の拡大、医療、燃料 電池 － － スポーツ、風力発電用ブレ ード、燃料電池 家電・電気電子製品 量子ドット 数 kg 医薬品、電気電子製品 ニッケル 約 1,200 トン － 酸化イットリウム － － 参考資料： ・ 「第 2 回ヒトに対する有害性が明らかでない化学物質に対する労働者ばく露の予防的対策に 関する検討会、第 2 回ナノマテリアルの安全対策に関する検討会（第 2 回合同会合） 、資料 ３：ナノマテリアルの用途・生産量調査結果報告」 ・中部経済産業局資料（http://www.chubu.meti.go.jp/technology/hp/pdf/283.pdf） 「－」は明確な情報がないことを示す - 17 - （参考２）ナノ物質に関する用語 。 ナノ物質に関する用語はＩＳＯ資料（ISO/TS 27687）7では下記のように定義されている（仮訳） また、いくつかの用語の階層的構造は下図のように示されている。 ○ ナノスケール（nanoscale） ：およそ 1nm から 100nm までの大きさの範囲 ○ ナノ物質（nano-object） ：１，２あるいは３次元のサイズがナノスケールである物 質 ○ ナノ粒子（nanoparticle） ：３つの次元のサイズがナノスケールであるナノ物質 ○ ナノファイバー（nanofibre） ：２つの次元のサイズがあまり違わず、かつナノスケール であり、残る１つの次元のサイズがそれらより著しく大 きいナノ物質 ○ ナノプレート（nanoplate） ：１つの次元のサイズがナノスケールであり、他の２つの 次元のサイズがそれより著しく大きいナノ物質 ○ ナノロッド（nanorod） ：中空でないナノファイバー ○ ナノチューブ（nanotube） ：中空のナノファイバー ○ ナノワイヤー（nanowire） ：導電性又は半導電性のナノファイバー ○ アグリゲート（aggregate） ：強く結合した又は溶融した粒子からなるもので、その表 面積が個々の構成物の表面積の合計よりもかなり小さな 粒子（共有結合や焼結、複雑な物理的絡み合い等の強い 力） ○ アグロメレート（agglomerate） ：粒子及びアグリゲートあるいは両者が弱く集合したもの で、その表面積が個々の構成物の表面積の合計とほぼ同 じもの（ファンデルワールス力やそれと同様の単純な物 理的絡み合いなどの弱い力） （アグリゲートやアグロメレートは２次粒子とも呼ばれる） ナノ物質 (３つの次元のいずれかがナノスケール（1nm～100nm）の物質) ナノ粒子 ナノファイバー ナノプレート ナノワイヤー ナノチューブ ナノロッド 図 ナノ物質に関連した用語の階層構造（ISO/TS 27687 から作成） 7 ISO/TS 27687 Nanotechnologies -- Terminology and definitions for nano-objects -Nanoparticle, nanofibre and nanoplate（2008-08-11） - 18 - （参考３）ナノ材料がヒトの健康、動植物へ影響をもたらす可能性 ナノ材料については、ヒトや動植物に対する影響について一定の条件の下で実施された試験結 果が数多く報告されているものの、有害性評価が実施あるいは確定されるまでは至っていない。 そのため、ナノ材料の有害性については、OECD 等によりその評価手法が検討されているところで ある。 本稿では、関連する既存文献について調査し、その報告をまとめた。ただし、本稿は個別の調 査及び論文について独自に科学的レビューを行ったものではなく、U.S.EPA 等の機関がレビュー した結果に基づいて知見を整理したものである。 １ ヒトの健康への影響 ナノ材料のヒトへの影響に関しては、ヒト細胞等を用いた in vitro 試験と哺乳類（げっ歯類） を用いた in vivo 試験の様々な結果が報告されている。これらの結果の概要については後述の詳 細参考及び参考資料１に示した。なお、ナノ材料に特化した疫学調査は報告されていない。社会 的注目も集めているのは、多層カーボンナノチューブを遺伝子変異マウス（アスベストに感受性 が高く中皮腫の発生が早いマウス）の腹腔内に注入した試験の事例であり、一定期間にわたる観 察により、クロシドライト（青石綿）での発症率を上回る中皮腫の発現が報告されている。ヒト が多層カーボンナノチューブを吸入した場合に、実際に中皮腫を引き起こすリスクについては、 この知見からは明らかではなく、更なる検討が必要であるが、この試験事例を含めて、仮に十分 なばく露とその後の体内への吸収があった場合には、ナノ材料が何らかの影響を及ぼす可能性を 持っていることは否定できない。 現状は、試験方法や評価方法については国際的に検討されている状況であるため、本ガイドラ インでは、有害性に関しての評価についてこれ以上の結論は見いだせない。そのため、詳細参考 及び参考資料１で整理した各情報についても、それぞれの試験結果を評価する場合には留意が必 要である。 ２ 動植物への影響 ナノ材料の動植物への影響に関しては、主に、水生生物を用いた試験の事例がある。動植物へ 与える影響については、ヒト影響の研究以上に、得られる情報が少ないのが現状である。ナノ材 料を被験生物にばく露する方法についても、そのサイズをどう設定すべきか、それをどう制御す べきか、標準となる試験方法が固まっていない。 よって、詳細参照及び参考資料１では、魚類へ影響を与える可能性を示唆する結果等が整理さ れているが、信頼性の確認、他の試験との比較が困難であり、ヒト健康への影響と同様に、一定 の評価を与えることはできない。 ３ ナノ材料の特徴と影響メカニズム ナノ材料は、ヒトの健康あるいは動植物へ影響を及ぼす可能性を示唆する試験結果が報告され ている。一般に化学物質がそれらに影響を及ぼす場合、化学物質そのものが本質的に持つ有害性 （個別の物質が固有に持つ化学的性状）の他、分子の形状・サイズや酸性度等の物理的な特徴が - 19 - 生物に影響を及ぼし得ることが知られている。ナノ材料についても、それぞれの化学的組成（炭 素、チタン・銀等の金属等）の違いによって影響の種類や程度が決まるだけでなく、 「サイズが小 さいこと、表面積が大きいこと、及び活性酸素の生成能力の複合作用が、肺損傷の重要な要素に なっている（U.S.EPA (2007)） 」とした報告があるように、ナノ材料がナノスケールであるが故に 持つ特性に起因する影響が懸念されることが指摘されている。 以下に、ナノ材料の形状・サイズが生物影響に及ぼす特徴に関連した情報を集約した。 なお、これらについても、十分な成果の蓄積があるものではなく、まだ一定の評価に至ってい る状況ではない。ナノ材料は物理化学特性、生物影響等の面で多様であり、特定のナノ材料にみ られた特徴と影響メカニズムが他のナノ材料にもあてまるとは限らないことにも留意が必要であ る。ナノ材料及びその使用製品の開発、それらの利用、取扱いにおいて、これらの情報を考慮に 入れることで、可能な対策を取ることが期待される。 （１）サイズ及び表面積の関係 ナノ材料は（一次）粒子のサイズが小さいために重量あたりの表面積が大きくなる。一般に同 じ成分のより大きな粒子よりも、重量ベースでみれば影響の程度が強いことが知られている。 （U.S.EPA(2007) 他） （２）表面特性等 ナノ材料表面の結晶構造や活性酸素種の形成能力、荷電状況等の表面特性がナノ材料の生物影 響に関係しているという指摘がある。 （U.S.EPA(2007) 他） （３）形状等 ナノ材料の中で、特にカーボンナノチューブのように繊維状のものは、その形状が生物影響に 関与する可能性があるとした指摘がある。 なお、多層カーボンナノチューブでは、マウスの腹腔内注入及びラットの陰嚢内注入による中 皮腫の発現が報告されている。 （Takagi et.al.(2008)、Sakamoto et.al.（2009） ） （４）ヒトへのばく露経路 ヒトへのばく露経路としては、吸入によるばく露（経気道ばく露）が最も懸念されている。 また、ヒトへのばく露経路の一つとしてナノ材料が皮膚を透過する可能性（経皮ばく露）を示 す報告があるが、否定する事例も報告されている。 （U.S.EPA(2007)、Nanoderm(2007)） なお、食品、添加物、薬品、土壌ダスト、吸入した粒子の摂食ばく露（経口ばく露）も考えら れるが、質量ベースでは少ないと推測した情報がある。しかし、現状ではナノ材料の経口毒性に 関する情報はない。 （U.S.EPA(2007)） （５）体内での分布、移動 ナノ材料が生体内に取り込まれた際の体内における分布や移動に関しては、現状では一定の評 価はされていないが、大気中で発生したナノスケールの粒子の体内挙動に関して以下のような情 - 20 - 報がある。 ○ ナノスケールの粒子の健康影響に関する発見の一つは、最初の沈着部位ばかりでなく、 より広い範囲で影響する可能性があることである。 （U.S.EPA(2007)） ○ ヒト及び動物実験によれば、大気中に浮遊したナノスケールの粒子が吸入されると、 肺に沈着する。 （U.S.NIOSH（2006） ） ○ 動物実験によれば、ナノスケールの粒子は血流にのって他の器官に移行する。鼻部に 沈着したナノスケールの粒子（中央粒径は 35-37nm）は嗅覚神経に沿った輸送で脳に入 り込む可能性が、近年のラットの実験で報告されている。 （U.S.NIOSH（2006） ） （６）ナノ材料の影響の発現機序 ナノ材料の影響の発現機序としては、酸化ストレス及び細胞の障害（炎症）を引き起こすとい う指摘がなされている。 （U.S.EPA(2007)、EC. SCENIHR (2007)） （７）ナノ材料の動植物への影響に関する特徴 動植物へのナノ材料の影響については、ナノ材料の水中での挙動状況から、以下のような影響 を懸念する資料がある。 ○ ヒトの健康に関する知見から哺乳類についてはある程度推測可能である一方、他の生 物では状況が異なることから（例えば、水生生物の鰓呼吸、鳥類の気嚢及び一定方向の 空気の流れ） 、想定外の経路が存在するかもしれない。 （U.S.EPA(2007)） ○ いくつかの種は抗酸化機能が乏しく、活性酸素の生成を促進するナノスケールの粒子 に対して特別に脆弱である可能性がある。 （EC. SCENIHR (2007)） ○ 魚類については、その表面に存在する粘液層（物質交換の主体となる鰓においても粘 液層が存在する）にトラップされやすいため、粘液層がナノ材料に対する保護膜になる と推測される。一方で、取り込みによる影響だけでなく、鰓や体表の表面付着による影 響も考慮する必要がある。また、ナノ材料は凝集後には沈降し易くなることから、海底 に生息する生物は影響を受け易いと考えられるが、海洋表面にもトラップされ易いと考 えられ、卵、動物プランクトン等の海洋表面に存在する生物も影響を受け易いと考えら れる。 （Handy et.al(2008a)、Handy et.al(2008b)） （詳細参考） ヒト健康及び動植物に及ぼす影響の観点からいくつかの試験結果を参考として紹介する。 なお、下記の情報は生物影響に関する情報の一例である。ここで紹介した試験結果を含めた哺 乳類についての in vivo 試験結果、及び動植物への影響に関する試験に関する情報は参考資料１ に集約した。 １ ヒトへの影響 ナノ材料の哺乳類（げっ歯類）を用いた in vivo 試験の事例を以下に示す。 - 21 - ○ 3mg/匹の多層カーボンナノチューブを遺伝子変異マウス（P53+/-）8の腹腔内に注入（単 回）した試験で、25 週後の観察でクロシドライト（青石綿）での発症率（14/18）を上 回る中皮腫の発現が報告されている（14/16） 。同様に実施したフラーレン（C60）では 152 日後でも腫瘍の発生及び途中死亡は認められなかった。 （Takagi et.al.(2008)） 。 ○ 多層カーボンナノチューブを Fischer 344 系雄性ラット9の陰嚢内に単回注入した試験 で、26 週までに発がん過程が始まり、52 週以内に高頻度の中皮腫の発現が報告されて いる（Sakamoto et.al.（2009） ） 。 ○ マウス及びラットを用いた多層カーボンナノチューブ及び単層カーボンナノチュー ブの試験では、気管内注入、肺注入、口咽頭部吸入によるばく露が炎症を生じさせたと する複数の試験結果が報告されている。（Sato et.al.(2005)、Miller et.al.(2005)、 Li et.al.(2007)、Nemmar et.al.(2007)） ○ マウスの肺にフラーレン(C60)を注入した試験では、0.2～3.0mg/kg の注入のいずれに おいてもばく露後 1 日で炎症及び細胞の損傷が確認されたが、その他は水を注入したも のと差はなかった。 （Sayes et.al.(2007)） ○ 二酸化チタン（直径 136-150nm）については OECD テストガイドライン等に準じた以下 の試験結果が報告されている。復帰突然変異試験10（OECD テストガイドライン 471）及 ：いずれも陰性。皮膚感作性（局所リンパ節検定12） （同 429） ： び染色体異常試験11（同 473） 低い（EC3 が算出できなかった)、皮膚刺激性（同 404） ：少ない、目刺激性（同 405） ： 発赤、急性経口毒性（同 425） ：低い(5000mg/kg 以上)。 （Warheit et.al.(2007)） ○ 最大 61μg/m3 の濃度で銀ナノ粒子を噴霧してラットにばく露させた試験では（28 日 間反復、6 時間/日、5 日/週） 、肺組織中の銀濃度はばく露量に依存して増加したが、体 重や血液性状に有意な影響は確認されなかった。 （Ji et.al.(2007)） ○ 酸化亜鉛（直径 50-70nm）をラットの気管内に注入した試験では（1.5mg/kg） 、TNF-α （Sayes et.al.(2007)） はほとんど活性化しなかったが、IL-613 が産生した。 ○ シリカ（10nm）20mg をラットに気管内注入した試験では、 、ばく露後 1,2 か月での細 胞小結節 StageⅠで、ナノスケールの粒子のほうが繊維の形成が軽度であったと報告さ れており（Chen et.al.(2004)） 、同様に 12, 50, 300-2000nm のシリカ粒子をラットに 気管内注入した試験では、肺毒性は粒子の大きさよりも界面の活性状況に影響されると 報告されている。 （Warheit et.al.(2007)） ナノ材料の素材に関する IARC による発がん性評価の状況を次頁の表に示すが、IARC の評価は 粒子のサイズを考慮して行ったものではない。 8 アスベストに感受性が高く、中皮腫の発生が早いマウス。 自然発生がんのモデル動物として開発されたラット 10 アミノ酸の代謝能力を失った細菌が突然変異で代謝能力を回復することで、被験物質の DNA の損傷性や突然変異誘発能を確認する試験。 11 染色体の形態又は数に異常を起こすか調べる試験で、ほ乳類の培養細胞を用いることが多い。 12 アレルギー反応に関する試験で、リンパ節中のリンパ球の増殖状況を確認するもの。 13 インターロイキン-6。種々の生理活性を持つが、ここでは炎症反応の目安に用いられている。 9 - 22 - 表 各物質の発がん性に関する情報（ＩＡＲＣによる評価結果（※） ） （粒子のサイズを考慮したものではない） 種類 カーボンブラック ポリスチレン アクリル フラーレン（C60） 多層ｶｰﾎﾞﾝﾅﾉﾁｭｰﾌﾞ 単層ｶｰﾎﾞﾝﾅﾉﾁｭｰﾌﾞ 銀 二酸化チタン 鉄 発がん性の評価 ２（Ｂ） ３ ３ － － － － ２（Ｂ） － 種類 発がん性の評価 － － － ２（Ｂ） － － 酸化亜鉛 モンモリロナイト 酸化セリウム ニッケル（金属） 酸化イットリウム 酸化アルミニウム 二酸化ケイ素 １（結晶質シリカ） ３（非晶質シリカ） ※ １：ヒトに対する発癌性が認められる、２（Ｂ） ：ヒトに対する発がん性が疑われる、 ３：ヒトに対する発がん性が分類できない、－：記載なし ２ 動植物への影響 ナノ材料の動植物への影響に関する試験事例を以下に示す。 ○ フラーレン(C60 によるミジンコの遊泳阻害を調べた試験（急性遊泳阻害試験）では、 分散剤に有機溶媒（THF：テトラヒドロフラン）を用いた場合と水中へ直接分散させた 場合とでは、ばく露の際の粒子の大きさが異なり、それぞれの条件により異なった結果 が報告されている（下表参照） （Oberdorster et.al.(2006)等） 。 表 フラーレン(C60)の分散方法の相違による ミジンコ急性遊泳阻害試験結果の比較 （単位：mg/L） 凝集した粒子の EC50 NOEC 物質 分散方法 出典 大きさ (※1) (※2) 93 nm 0.46 0.18 Lovern & Klaper(2006) THF(※3)を 用いた分散 10-200 nm 0.8 Zhu et.al.(2006) フラーレン 20-100 nm 7.9 0.2 Lovern & Klaper(2006) （C60） 水への 10-200 nm 35 以上 Zhu et.al.(2006) 直接分散 10-200 nm 35 以上 Oberdorster et.al.(2006) ※１：試験生物の 50％が影響を受ける濃度（50% effect concentration） 。 ※２：影響が見られない濃度（No observed effect concentration） 。 ※３：テトラヒドロフラン。有機化合物を溶解しかつ水と混和するため、そのままでは水に 溶解しない有機化合物の分散剤として利用される。 ○ 単層カーボンナノチューブによる微小なコペポダ（微小な甲殻類の一種で実験に用い られたものは海底泥中の孔に生息する）への影響をみるために実施した 28－35 日間の 飼育試験では、最大 10mg/L の単層カーボンナノチューブ濃度でも、死亡及び成長に影 響は見られなかった。 （Templeton et.al.(2006)） ○ 単層カーボンナノチューブによるニジマス未成魚への影響を調べた試験（0.1～ - 23 - 0.5mg/L の濃度）では、鰓の水腫、粘液の増加、鰓蓋活動の増加、及び鰓と消化管での Na+K+ATPase14とグルタチオン15の増加が確認されたが、脳と肝臓への影響は確認されなか った。 （Smith et.al.(2007)） ○ 二酸化チタンについては、OECD テストガイドライン16等に準じた複数の試験結果が報 告されており、藻類の成長阻害試験の EC50 は 44mg/L 以上、ミジンコの遊泳阻害影響試 験の EC50 は 50ppm 以上と、影響は比較的小さかった。魚類の急性毒性（死亡）試験で も影響は小さいと報告されている。 〔Warheit et.al.〔2007)、Lovern & Klaper(2006)、 Hund-Rinke & Simon(2006)） 。 14 Na+，K+-ATPase は動物細胞に広く存在する酵素で、細胞の体積や浸透圧の調節に関与するほか、 神経や筋肉細胞の興奮性の維持等に関与する。 15 細菌からヒトまで普遍的に存在する細胞内物質で、抗酸化作用及び毒物などの細胞外への排出 に関与し、細胞を内外の変化から守る役割を持っている。 16 化学物質の安全性評価のための試験方法を国際的に共通なものとして集成したもので、国を越 えて別々の試験所でも同じように試験が実施できるようになっている。 - 24 - （参考４）ナノスケールの粒子の測定方法及び環境中挙動の現状 ナノスケールの粒子の環境を経由したヒトの健康あるいは動植物へ及ぼす影響を考える場合、 ナノスケールの粒子がどの程度環境中に存在しているのか、又は環境中に放出される可能性があ るのか（例えばナノスケールの粒子が使用された製品が使用されている間や廃棄の後に）につい て検討する必要がある。ここでは、ナノスケールの粒子の測定技術、環境中のナノスケールの粒 子の濃度の程度について、現状を整理した。 １ 測定技術 （１）ナノスケールの粒子の測定技術 ナノスケールの粒子は、ナノスケールという大きさの特徴から、測定に通常用いられる技術の 多くが原理的に適用できない。粒子サイズの分離、粒子の数や重量の特定のため、特殊な装置を 用いる必要がある。例えば、作業環境中で使用可能な技術として参考資料２に示す技術がある。 これらは、ナノスケールの粒子の測定への適用が可能な技術であるが、後に述べるように、環境 中の測定にそのまま利用できる訳ではないことに留意が必要である。 （２）一般環境大気中におけるナノスケールの粒子の測定技術 一般環境大気中におけるナノスケールの粒子の測定技術について、まだ現状では確立されたも のはない。次章に示すように、SMPS（走査型移動度粒径測定器）等を用いた一般環境大気中での ナノスケールの粒子の測定事例はいくつか存在するが、ナノ材料だけを対象とした測定事例は見 当たらない。SMPS 等を用いた測定事例が報告されている作業環境中（参考５参照）と異なり、一 般環境大気中では測定対象とするナノ材料以外のナノスケールの粒子が多く存在するため、成分 分析等も同時に要するといった点に困難さがあるためと考えられる。 ナノスケールの粒子の大きさ別の測定事例で用いられた SMPS には分級機能が組み込まれてい るが、その他の装置では分級装置と組み合わせが必要であり、成分分析のためには分級装置によ るサイズ別の粒子の捕集が必要になる。 ナノスケールの粒子の分級は、参考資料２に記載した ELPI 及び DMA（Differential Mobility Analyzer：SMPS の分級装置部分）や多段インパクタといった装置を用いることで可能となる。た だし、 「多段インパクタでは分級能が十分ではない」 、 「DMA は捕集量が少ないため濃度レベルが低 い場合には成分分析が困難である」等の問題がある。 分級した粒子（フィルター上に捕捉）については、その後に成分分析に供することになるが、 目的とするナノスケールの粒子によって難易度は異なる。 金属系のナノスケールの粒子の場合はPM2.5 に適用される酸分解とICP-MS 法を組み合わせた方 法が適用可能である（ 「大気中微小粒子状物質（PM2.5）測定方法暫定マニュアル（改定版） 」 （環 境省、2007 年 7 月） ） 。 しかし、金属系以外のナノスケールの粒子（例えば炭素系のフラーレン）では分解して分析す る方法は適しておらず、粒子を溶媒等に溶解させた上で測定するといった手法が必要になる。 - 25 - フラーレンは有機溶媒に溶解することから、生体中のものについて有機溶媒を用いた HPLC 及び 、同様の方法で分析が可能と GC/MS 等による分析事例が報告されており（国立環境研究所資料17） 考えられる。 一方、カーボンナノチューブについては水や有機溶媒に溶解しないことから分析は容易ではな く、石綿分析のように形状を電子顕微鏡で確認しつつ EDX（エネルギー分散型 X 線分光法）によ る X 線分析法を用いた手法で測定できる可能性がある。 なお、オンラインでの成分分析装置としてはエアロゾル化学組成成分装置（ATOFMS）のような 装置が開発されているが、大型かつ高価である等、通常の一般環境大気中での測定に用いるには 課題が残されている。 （３）一般環境水中でのナノスケールの粒子の測定の可能性 ナノスケールの粒子の水生生物影響試験等では分光吸光光度計等を用いた測定事例が報告され ているが、いずれも対象とするナノスケールの粒子が予め分かっている実験系での測定であり、 一般の水環境中でのナノ材料の測定事例は見当たらない（参考５参照） 。 一般環境水中のナノ材料を測定するためには、一般環境大気中での測定と同様に分級した後に 成分分析を行う必要がある。水中の微小粒子の成分分析は上述の大気中のナノスケールの粒子の 分析と同様にして分析可能である。 即ち、 水中あるいはフィルターに捕捉された金属粒子は酸で溶解した後に ICP-MS 法を用いて分 析可能であり、 フラーレンについても有機溶媒に溶解させた後に HPLC 及び GC/MS 等での分析が可 能である。また、大気環境での分析と同様に、電子顕微鏡と EDX による X 線分析法を用いること で、カーボンナノチューブを含む多くのナノスケールの粒子も分析可能である。 水中の粒子の分級は現状では 1μm で行われており（水質の SS（懸濁物質）の計測方法） 、これ より細かな分級は実施されていない。ただ、実験室や特殊な用途では 0.1μm 以下の粒子のろ過技 術が用いられており、これが水中のナノスケールの粒子の分級に適用できる可能性がある。その ような技術には詳細参考に示すものがある。 ただし、これらのろ過技術を組み合わせて環境水中の微小粒子の化学分析を実施した事例はな く、フィルターの目詰まりや分離性能に関する検討も含め、今後の十分な検討が必要である。 ２ 環境中での測定事例 （１）環境大気中のナノスケールの粒子の測定事例 一般環境大気中でのナノスケールの粒子状物質の測定事例はいくつか報告されている（参考５ 参照） 。ただし、既存事例の測定対象は自動車排ガス中等に含まれると考えられるナノスケールの 粒子であり、ナノ材料そのものの測定事例は確認できなかった。 これは、３． （１）に記載したように、ナノスケールの粒子の分級等には既存の技術が適用でき 17 生体試料中分析および皮膚透過性について。 （www.nihs.go.jp/center/nanotech_pdf/6.pdf ） - 26 - るものの、 一般環境中の他の起源のナノスケールの粒子との区別が困難であるためと考えられる。 （２）ナノスケールの粒子の作業環境における測定事例 ナノスケールの粒子の作業環境中での測定事例もいくつか報告されている（参考５参照） 。 しかし、バックグラウンド濃度18が高いため、複数の測定方法を用いてもナノスケールの粒子 に起因する明瞭な濃度増加は確認できなかったと報告されている。 対象とするナノスケールの粒子が特定されていても、 このようなバックグラウンドの存在など、 今後の検討課題が残されている。 （３）水中のナノスケールの粒子の測定事例 水中でのナノスケールの粒子の測定事例については、前述のように、室内実験等において単一 のナノスケールの粒子を分散させた場合の測定事例はあるものの、組成が不明な粒子を含む環境 試料についての測定事例は確認できなかった。大気環境と同様に他の起源のナノスケールの粒子 との区別もさることながら、ナノスケールの粒子の分級技術といった基礎的な技術の適用性の検 討が必要である。 ３ 環境中における挙動 （１）大気中でのナノスケールの粒子の挙動に関する知見 大気中でのナノスケールの粒子の挙動については、粒子径が似ている非意図的に生成された超 微粒子との類似性が高いと推定されており（参考６参照） 、ナノスケールの粒子の多くが含まれる 大きさの範囲（80nm 未満）では、速やかに凝集して大きな粒子になるとされているが、現状では 炭素系又は無機系といったナノスケールの粒子の組成による大気中での挙動の相違に関する情報 はない。 （２）水中でのナノスケールの粒子の挙動に関する知見 水中におけるナノスケールの粒子の挙動については、水のイオン強度（イオンの含まれる量。 海水は淡水に比べイオン強度が大きい）や自然由来の界面活性剤等の影響を受けるものの、一般 にはコロイド粒子と類似の挙動を示すと推測されており（参考６参照） 、5nm～100nm の範囲では 主に凝集作用が生じると考えられる。 このため、ナノスケールの粒子の生物影響等に関する試験などでは、安定した試験懸濁液の作 成のために特殊な分散剤や分散方法を用いられることが一般的であるが、環境中に放出されたナ ノスケールの粒子の凝集の程度や、凝集後の挙動に関する科学的知見については現段階では得ら れておらず、また、炭素系又は無機系といったナノスケールの粒子の組成による水中での挙動の 相違に関する情報も得られていない。 18 参考５に示した報告では、ナノ材料の放出がない始業時の粒子濃度をバックグラウンド濃度と 想定している。 - 27 - ４ 環境中挙動及び測定技術に関するまとめ及び課題 （１）環境中でのナノスケールの粒子の挙動 ナノスケールの粒子に顕著な性質の一つに凝集し易いということが挙げられるが、環境中に放 出されたナノスケールの粒子の凝集の程度や、凝集後の挙動については科学的知見が得られてい ないのが現状であり、大気あるいは水環境中にナノスケールの粒子が放出された場合、どのよう に挙動するのかについては、明確な情報が得られていない。 （２）ナノスケールの粒子の成分分析及び非意図的発生粒子等との区別 一般環境大気中あるいは一般環境水中には種々の起源やサイズを持つ物質が含まれている。カ ーボンナノチューブについては自然界での存在についての情報はないが、無機系のナノスケール の粒子はもちろん、フラーレンも自然界に微量に存在することが知られている（北海道のブラッ クシリカ石や中国の高級墨等） 。 サイズについては分級等の方法を採用することでナノスケールに特定することは可能であるが、 定量と定性の両方を同時に分析できる技術の導入にはまだ課題がある。なお、一旦分級し補足し た粒子について、更に成分を特定することは金属系のナノスケールの粒子であれば比較的容易で あるものの炭素系では困難であることが知られている。仮に特定されたとしても、同一の化学成 分の粒子について、工業的に製造されたナノスケールの粒子と自然起源など他の起源の粒子との 区別については容易ではないものと推測される。 （３）測定技術の実現性、汎用性 上記のように、現状の技術の組み合わせでナノスケールの粒子の分級や成分分析については、 限定的な内容であれば測定が可能な場合がある。 一般環境大気については、作業環境測定に用いられる手法が応用できる可能性はあるものの、 大気環境中には種々の粒子が存在すること、測定対象とするナノ材料の一般環境中濃度レベルが 非常に低いと想定されること等を勘案すると、各装置の適用性について十分な予備検討が必要で ある。 また、現状では一般環境水中のナノスケールの粒子の測定事例はなく、分級技術（例えば、水 のろ過ではフィルターの性能（目詰まり、ろ過能力等）によってろ過に多大の時間を要する可能 性がある）や各分析技術の検出濃度レベル等について十分な予備検討が必要であり、使用の容易 さや汎用性も加味した検討が必要である。 （詳細参考） 既存の計測・分析手法のうち、ナノスケールの粒子の環境中での計測・分析に応用可能と考え られる技術は以下の通りである。 １ 粒子の大きさ別の個数の測定器 ・凝縮式粒子計数器（CPC：Condensation Particle Counter）(以下、「CPC」) - 28 - ※アルコール等で粒子を拡大して計数するので、大きさを区別するには分級装置と併 用することが必要。 ・走査型移動度粒径測定器（SMPS：Scanning Mobility Particle Sizer） ※分級装置が組み込まれている。 ※DMAS（Differential Mobility Analyzing System）の名称も用いられる。 ・電子式低圧インパクタ（ELPI： Electrical Low Pressure Impactor） ※分級装置が組み込まれている。 ・電子顕微鏡（走査型、透過型） （Electron Microscopy（SEM,TEM)） ２ 粒子の大きさごとの重量の測定器 ・フィルター振動法測定器（TEOM: Tapered element oscillating microbalance） ※分級装置は組み込まれていないので、分級装置を併用することが必要。 ・走査型移動度粒径測定器（SMPS） ※個数を計測するもので、密度が分からないと重量換算はできない。 ・電子式低圧インパクタ（ELPI） ※個数を計測するもので、密度が分からないと重量換算はできない。 ３ 粒子の表面積の測定器 ・走査型移動度粒径測定器（SMPS） ※個数を計測するもので、形状が分からないと表面積換算はできない。 ・電子式低圧インパクタ（ELPI） ※個数を計測するもので、形状が分からないと表面積換算はできない。 ・拡散荷電装置（Diffusion Charger） ・ （走査型、透過型）電子顕微鏡（Electron Microscopy（SEM,TEM)） ４ 成分の分析器 ・エアロゾル化学組成成分装置（ATOFMS） （30-300nm の分級が可能なモデルがある） ・エアロゾル質量分析計（AMS） （10nm 程度以上の分級が可能） ５ 水生生物影響試験等において用いられたことがある計測方法 ・透過型電子顕微鏡（TEM）及び走査型電子顕微鏡（SEM） ・分光吸光光度計、紫外線分光光度計、ICP-OES（ICP 発光分光分析） ※供試試料で予め有効な波長及び検量線を作成した上で計測する。 ・動的光散乱光度計(dynamic light scattering device) ※ブラウン運動によって生じる散乱光のゆらぎを計測する方法。 ・液体シンチレーションによる C14 でラベルしたカーボンナノチューブの計測 ※放射性同位体である C14 を計測することで対象の物質を計測する方法。 ・微分干渉顕微鏡、蛍光解剖顕微鏡、暗視野光学顕微鏡分光装置を用いた挙動観察 - 29 - ※特定のナノスケールの粒子の蛍光発色や光学的特性を利用し、その存在場所を把握 する手法。 ６ ナノスケールの粒子のろ過技術 ・メンブレンフィルター（孔径 0.1μm 以上） ・限外ろ過膜あるいは精密ろ過膜（孔径 1～100nm のものがある） ・セラミックフィルター（数 nm～μm の孔径のものがある） ・逆浸透膜（nm 以下のレベルでの分離が可能） - 30 - （参考５）ナノスケールの粒子の測定事例 １．環境大気中のナノスケールの粒子の測定事例 下図はイギリスのロンドン市内及び郊外での一般大気中の微小粒子を SMPS（走査型移動 度粒径測定器）で測定した事例である。 ロンドン市内では 100nm 以下の粒子が 800-1000 個／cm3 19であるのに対し、郊外では 100-200 個／cm3 程度であった。また粒子サイズはロンドン市内では 20-30nm 程度のものが 多いのに対し、郊外では 80-100nm 程度のものが多いことが認められている。 図 ロンドン市内（左）及び郊外(右：ロンドンから西約 70km)での大気中の微小粒子の分布（2006 年） （測定機材：SMPS（走査型移動度粒径測定器） ） （イギリス DEFRA web site 資料から引用） また、東京都内の 304 箇所の沿道での微小粒子を走査型移動度粒径測定器で測定した結果 では（2002 年） 、直径 30-40nm の粒子の濃度として 0.5×105～2.5×105 個／cm3 と、上記のロ ンドン市内と同程度の濃度の測定結果が報告されている（ （財）石油産業活性化センター資 料） 。 ２．ナノ材料の作業環境における測定事例 ナノ材料の取扱事業場での測定事例として、フラーレンを用いた加工工場における測定 事例を次頁の図に示す（ 「ナノテク取り扱い職場の現場例その１ フラーレン加工 2008 年 10 月 28 日、独立行政法人 労働安全衛生総合研究所」 ） 。測定には SMPS（走査型移動度粒 径測定器）が用いられている。 反応容器からの掻き出し作業が 12：20 頃に実施され、その直後に ＜20nm、20～50nm の 大きさの粒子がわずかに増加するものの、全体にバックグラウンド濃度が高く、ナノ材料 の明瞭な濃度増加は確認できなかったとされている。 19 各分画での値。分画数が約 30 あるので、市内では 104～105 個/cm3 のレベル、郊外では 103 個/cm3 のレベルとなる。 - 31 - 掻き出し作業 図 フラーレン加工工場における作業環境中のナノスケールの粒子の測定事例 （測定方法：SMPS（走査型移動度粒径測定器） ） （ 「ナノテク取り扱い職場の現場例その１ フラーレン加工 2008 年 10 月 28 日、 独立行政法人 労働安全衛生総合研究所」から引用） - 32 - （参考６）ナノ材料の環境中挙動に関する情報 １．大気中でのナノ材料の挙動に関する知見 大気中でのナノ材料の挙動は、下記のように、粒子径の類似する非意図的に生成された 超微粒子との類似性が高いと推定されている。 （U.S.EPA White paper(2007)） なお、現状では炭素系又は無機系といったナノ材料の組成による大気中での挙動の相違 についての情報はない。 ○ 粒子の大気中での輸送を考える際に、分散、凝集（agglomeration）、湿性／乾性降下 及び重力沈降を考慮することが重要である。超微粒子についてのこれらの特性は比較的 よく知られており、ナノ物質にもほぼ適用できると考えられる。 ○ 大気中の粒子の挙動は大きさによって３グループに大別される。 ・小さい粒子（80nm未満）：これらは凝集モード（agglomeration mode）と呼ばれ、短 命で、すぐに凝集して大きな粒子になってしまう。 ・中間の粒子（80～2000nm）：これらは集合モード（accumulation mode）と呼ばれ、大 気中に数日から数週間の長期間浮遊し、乾性及び湿性降下により大気中から除去され る。 ・大きな粒子（2000nm以上）：これらは粗粒モード（coarse mode）と呼ばれ、重力沈降 の作用が大きい。 ○ 沈降した粒子が再び粒子として浮遊することは少ない。 ○ 多くのナノスケールの粒子は光学活性を持っているとされているが、大気中での光分 解についてはほとんど知られていない。また、大気中の他の化学物質との相互作用とい った点についてはほとんど知られていない。 ２．水中でのナノ材料の挙動に関する知見 水中におけるナノスケールの粒子の挙動については、コロイド粒子と類似の挙動を示す と推測されている（Chrostian et.al（2008） ） 。 なお、現状では炭素系又は無機系といったナノ材料の組成による水中での挙動の相違に ついての情報はない。 ○ 水中での微小な粒子に関する理論では、ナノスケールの粒子には次頁の図のように２ 種類の力（ファンデアワールス力、静電反発力）が作用し、両者の関係で凝集、分散の 容易さが異なり、離隔する距離が 5nm～100nm の範囲では主に凝集作用が生じる。 ○ 水中の粒子には同一荷電の層が生じる （多くは表面にマイナス荷電が集積する） ため、 粒子間には反発力が作用し、凝集しにくくなる。 ○ ただし、静電的安定性は溶媒のイオン強度で変化し、イオン強度が増加すると急激に 粒子間の電荷による反発力は小さくなる（即ち、海水などのイオン強度の大きな水中で は凝集が生じやすくなる） 。 ○ また、界面活性作用を持つ天然由来の有機物により、凝集が抑制されるといった報告 - 33 - がある。 ○ 表流水等から淡水域に流入したナノ材料は、条件によって安定あるいは凝集した状態 となり、一部は底泥に沈降する。また海水中では凝集・沈降の程度が大きくなる。 ○ 水生生物には、分散及び凝集の両方の状態でばく露するものと考えられる。 静電反発力 反 ボーン力 発 力 引 力 ファンデルワールス力 0.1 両者間の距離(nm) 図 ナノ粒子に作用する力（ナノ粒子と平板との間の力） （Chrostian et.al（2008）から引用） - 34 - （参考７）ナノ材料の試験方法及び今後の課題 １ 試験方法 （１）諸外国等における有害性試験方法に関する議論 ナノ材料の生物に対する影響については、既に複数の報告があるが、ナノ材料の物理化学特性 （凝集性等）を踏まえた試験方法あるいはエンドポイントについては定まったものがない。 現在、OECD 化学物質委員会の下に設置された工業用ナノ材料作業部会（WPMN：Working Party on Manufactured Nanomaterials)において、ナノ材料の厳格な安全性評価の開発を促進するため、8 つのステアリンググループ（SG）の基で、工業ナノ材料のヒト健康及び環境の安全性に関係する 国際協力が進められている。 試験方法の詳細についても検討されており、現状での結論を集約すると、下記の点で課題は残 されているが、健康影響に関する試験では現状の OECD テストガイドライン（以下「TG」と呼ぶ。 ） がおおむね適用可能であり20、動植物への影響試験も基本的な枠組みは適用できるとされている21。 ・媒体中（特に水中）での分散性 ・ナノ材料の物理化学特性に適した指標（表面積、ゼータ電位等） ・計測方法 一方、分解試験及び濃縮試験については現状の試験方法の適用は困難とされている22。 （２）ナノ材料の分散方法に関する議論 ナノ材料の水中における分散方法については、主に有機溶媒を用いる方法、超音波処理により 分散させる方法、攪拌程度の操作で直接水に分散させる方法の３種類があり、それぞれの問題点 は下記に集約できるが、現状でも標準となる分散方法についての結論は得られていない。 ○ 溶媒等の利用は、使用する溶媒の影響が付加される危険性がある。 （フラーレンについて有機溶媒（THF：テトラヒドロフラン）を用いた場合に水で分散し 20 急性毒性： TG 420,423,425、皮膚ばく露： TG 402 皮膚、眼の炎症、腐食及び皮膚の感作性：TG 404,405､406,429 （ただし、TG 430,431,435 の MTT アッセイ等の細胞活性測定は適当でない可能性がある） 反復投与試験：TG 407,409（経口ばく露） （TG 412,413（経気道ばく露）は神経毒性や免疫毒性を扱っていない等のことから注意） 遺伝毒性についての in vitro 試験：TG 471,473,476、同 in vivo 試験：TG 474,475,486 生殖毒性：TG 421,422,415,416,(414) 21 藻類生長阻害試験：TG 201 ミジンコ急性遊泳阻害試験：TG 202 魚類急性毒性試験：TG 203 22 分解性試験：TG 310、生物蓄積性（BCF）試験：TG 305、ミミズを用いた試験（準備中） - 35 - た場合よりも影響の程度が大きくなったという報告がある。 （Oberdorster ら(2006)） ○ 超音波や攪拌ではナノ材料の破壊や表面構造の変化等の問題が生じる可能性がある。 ○ 加えて、超音波処理では活性酸素の発生による問題が生じる可能性が高い。 ２ 今後の課題 以上で集約した情報に基づけば、ナノ材料の有害性試験に関する今後の課題と考えられる点は 以下の通りである。なお、この項は、有害性試験方法そのものの課題をまとめたものであり、今 後、化学物質管理に関する既存法制度等においてナノ材料に関する有害性試験の手法を検討する 必要が生じた場合には、更に内容や課題について精査する必要がある。 （１）既存の有害性試験方法のナノ材料への適用性 OECD TG 等の従来の試験方法は、試験液の調製等のいくつかの問題を除いては、ナノ材料の有 害性試験方法として有効であると指摘されているが、実際にナノ材料を用いて有害性試験を実施 するに当たっては、これら既存の有害性試験方法が適用可能か、検討する必要があろう。 反復投与試験のうち経口ばく露に関しては OECD TG が有効であるとの見解が示されているが、 経気道ばく露については神経毒性や免疫毒性を扱っていないため、ナノ材料の生物影響（酸化ス トレス）を考慮した適切な検査項目の追加実施も検討する必要があろう。 一方、分解性試験及び濃縮試験については、ナノ材料には不溶性のものが多く、金属は分解試 験を実施する対象として不適当であること等から、 現状の OECD テストガイドラインをそのまま適 用することは困難であるとの指摘がある。これらの試験を実施する上では、先行研究を参照し、 適切な試験方法を選択・検討する必要があろう。 （２）水中での分散、凝集性 ナノ材料の有害性試験の実施に当たっては、ナノ材料の媒体（水、底泥、土壌）中での分散、 凝集及び均一性をどのように整理するかを検討する必要があろう。特に、水生生物を用いた動植 物への影響試験については水中でのナノ材料の凝集をどのように判断するかを整理する必要があ ろう。 ナノ材料に関する既存の有害性試験においては、分散剤の使用、超音波処理、攪拌などによっ て試験媒体中のナノ材料の分散を図っているが、それぞれの方法に長所及び短所が存在する。こ のため、試験実施に当たってはこれら長所及び短所を理解した上で分散方法を検討する必要があ ろう。なお、ナノ材料については、一般環境水中での実態に関する知見がなく、実環境を想定す れば特に分散といった操作を講じる必要はない（いわゆる「有り姿」での試験をするべきである） という意見もある。 更に、一般環境水中では凝集するとの知見もある一方、凝集したナノ材料が体内では分散する といった指摘もあり、摂取後の体内挙動（マクロファージの関与等）についても留意する必要が あろう。 （３）ナノ材料の測定項目、測定方法 有害性試験の実施に当たっては、ナノ材料の試験媒体中の濃度等の測定が必要である。 - 36 - しかしながら、 環境中での測定はもちろん試験系での測定も微量かつ微小な粒子の測定であり、 既存の測定法の適用性を含め、測定方法に関する検討を進める必要がある。 なお、水中での分散状態を示す項目として、従来の試験では試験項目として挙げられていない ゼータ電位の測定が適当との指摘もあり、これらの項目の測定の必要性についても検討が必要で あろう。 - 37 - （参考８）既存技術によるナノ材料の除去の可能性 （１）排ガス処理技術 ナノ材料を使用する事業場で使用される局所排気装置等の排ガスを HEPA フィルター等の高性 能フィルターに通すことで、一般大気環境中へのナノ材料の放出をある程度防止することは可能 である。ただし、その場合でもナノ材料の性状や高性能フィルター等の取扱方法（取替頻度等） によっては十分な効果が期待できない可能性がある。 なお、HEPA フィルター以外の除去装置（例えばバグフィルター等）によるナノ材料の除去効率 についての情報は現段階ではない。 （２）排水処理技術 現状では、排水中のナノ材料に対する特別な水処理技術は報告されていないが、ナノ材料は水 中で凝集しやすいとされることから、排水中のナノ材料も凝集する可能性が高く、凝集沈殿とい った処理技術で除去される可能性が高い。特に繊維状のナノ材料ではその形状からして凝集除去 される可能性が高いと考えられる。 ただし、その除去効果については十分なデータが現状では得られておらず23、また、ナノ材料 の用途や環境媒体中の濃度によっても異なることから、ナノ材料を扱う事業者等が測定等により 除去効果を確認することが望まれる。 なお、下水の処理についても同様の状況である。 （３）製品使用時のナノ材料の放出防止技術 現状では、スプレー等のように使用時に環境中に直接放出されるナノ材料について、その使用 時の環境中への放出を防止することは難しい。 また、塗料については、二酸化チタンが本来持つ光触媒効果により、二酸化チタン粒子を中心 に基材が劣化し、ナノスケールの粒子として放出される可能性もあるが、使用中の劣化の程度及 びその防止技術は確認できていない。なお、化粧品についても、使用後の洗顔により水系に放出 されることは避けられず、浄化槽あるいは下水道による凝集沈殿処理等により確実に除去するこ とが必要となる。 （４）廃棄処理時のナノ材料の放出防止技術 １）破砕処理時 破砕処理時に製品中に含まれるナノ材料が飛散する程度については不明であるが、粗大ゴミ等 の廃棄物の中間処理過程で実施される破砕時のナノ材料の飛散は無視し得ない。 このような飛散を防止する技術としては、既に非飛散性の石綿製品の扱いに関して湿潤化等の 措置が実施されており、ナノ材料にも適用が可能であろう。このためには、ナノ材料及びその製 品が、分別され、その情報とともに廃棄物処理事業者に引き渡されることが必要である。 23 スイスの研究者によれば、実験室でのモデル排水処理過程で最大 6%程度の酸化セリウム（200nm 未満）が処理後の排水中に含まれていたとする報告がある（Limbach et.al.（2008） ） - 38 - ２）焼却処分時 現在、用いられている炭素系のナノ材料については、我が国で使用されている焼却施設の性能 （800℃以上、滞留時間 2 秒以上）を維持すれば分解される可能性が高い。 このため、炭素系のナノ材料の処理については、確実に焼却処理が行われるよう措置する必要 がある。 一方、無機系のナノ材料では熱分解は期待できず、一部はばいじんや燃え殻中に残存し、それ ら以外は大気中に放出すると考えられ、ナノ材料を除いてから大気中に排気する必要がある。排 ガス中の粒子を除去するには集じん装置が用いられるが、現在用いられている装置の捕集効率は 現状では不明である。 焼却時の無機系のナノ材料の挙動（大きな粒子への焼結等）及び現状の集じん装置での除去の 可能性についての検討が必要である。 ３）ばいじん、燃え殻、排水処理汚泥、下水処理汚泥 焼却施設から発生するばいじん及び燃え殻や、排水処理施設で発生する汚泥は、そのまま埋立 処分すると、埋立処分地やその跡地からナノ粒子が周辺環境に漏出する恐れが残る。このため、 埋立処分する前に溶融やセメント固化等の措置を施せば、埋立処分された廃棄物からナノ材料が 周辺環境中に放出される可能性は少ないと考えられる。 また、下水処理汚泥の一部は焼却処理されるが、その場合上記の焼却処分時の未確認事項（無 機系のナノ材料の挙動及び集じん装置での捕集効率）を検討する必要がある。 ４）廃棄物の運搬時 ばいじんや燃え殻といった飛散しやすい廃棄物はもちろん、 乾燥汚泥や不要となったナノ材料、 使用済みフィルター、清掃に用いられた紙類や布類及び輸送に用いた袋類等では、運搬等の取扱 方法によってはナノ材料が大気中に飛散する可能性がある。 これらの廃棄物の取扱いについては、飛散性の廃石綿の運搬における措置（密閉化等）が有効 と考えられ、そのためにも、他の廃棄物と区別してナノ材料を含む廃棄物であることを表示する ことが必要である。 ５）埋立処分時 埋立処分時には一般に覆土等の措置が実施されることから、適切な飛散防止策が取られる限り において、大気中への再飛散はほとんどないと考えられる。 一方、ナノ材料の土壌中での挙動についてはほとんど知見がなく、埋立処分場からの浸出水に 含まれてナノ材料が漏出する可能性については現状では不明である。この点について、実態確認 を含めた検討が必要である。 - 39 - （参考９）排ガス中のナノ材料の除去のためのフィルター 現状では、ナノ材料の除去に対応したフィルターの規格はないが、粒子状のナノ材料に関する フィルターの除去効率等については、以下のような情報がある。 表及び図に示すように「現状の HEPA フィルターはナノスケールの粒子の捕集に有効である」と した複数の報告がある（米国 NIOSH（2006） 、ドイツ BAuA（2007）等） 。 厚生労働省が 2008 年 11 月にとりまとめた「ヒトに対する有害性が明らかでない化学物質に対 する労働者ばく露の予防的対策に関する検討会報告書」でも、 「通常のナノマテリアルに対しては HEPA フィルターの捕集効率は十分であると思われる」とし、排ガス処理装置のフィルターについ ては、 「排気からナノマテリアルが放出されないよう、ナノマテリアルを保守できる高性能フィル ターを局所排気装置等に設けることが必要である」とされている。 図 各種のフィルターの粒径別の透過率 （Pui and Kim(2006)から引用） 表 試験に使用されたフィルターの種類（Pui and Kim(2006)から作成） フィルター（※） HE1073 HE1021 HF0031 HF0012 DOP 透過率（平均％） 12.8 39 45.8 79.9 (0.3μm at5.3cm/s) 有効繊維径（μm） 1.9 2.9 3.3 4.9 有効孔径（μm） 8.8 13.4 16.1 26.2 ※：HE、HFはある会社のろ紙の規格記号で、HEは小さい粒子サイズに対応するHEPA領域に 近いものであり、HFは標準的なHVACシステムと同程度のものである。 - 40 - （参考１０）ナノ材料の管理方策に関する既存指針等における廃棄物の取扱い ナノ材料の取扱事業場での廃棄物の扱いについての国外の複数の指針 （米国DOE（2007 年6 月） 、 イギリス規格協会（BSI） （2007 年 12 月） 、ドイツ BAuA（2007 年 8 月） ）が示されており、それら の中では、下記のような措置の実施が推奨されている（ＯＥＣＤを含む国内外での検討状況につ いては参考資料４を参照） 。 ○ ナノ材料を含む廃棄物の区分 ○ ナノ材料を含む廃棄物の密封容器での保管 ○ ナノ材料を含む廃棄物の保管容器へのラベルの添付 また、日本では、厚生労働省が 2008 年 2 月に示した「ナノマテリアル製造・取扱作業現場にお ける当面のばく露防止のための予防的対応について（基発第 0207004 号） 」で、事業場からの廃棄 物の扱いについて下記のように記載されている。 ○ 清掃に用いた布は袋に封入し適切に廃棄すること ○ 使用した保護手袋を廃棄する場合は袋に封入し適切に廃棄すること ○ ナノ材料の付着した保護衣は事業場外に持ち出さないこと なお、廃棄物の燃焼については以下の知見がある。 ○ 多層カーボンナノチューブの廃棄物は 850℃での最低 2 秒間の燃焼、あるいは物質の 生物影響に関与するナノ次元の構造を破壊するような化学的措置で無害化される。 （イ ギリス（2008 年 5 月） ） 。 ○ 多層カーボンナノチューブ及び単層カーボンナノチューブは約 500℃以上では空気中 で容易に酸化する（ （独）物質・材料研究機構 web site 資料） 。 - 41 - 参考資料１ 対象物質 生物影響に関する試験結果 試薬の外形等 フラーレン（C60) 試薬の調製方法 試験生物 Tween80（界面活性剤、最終濃度 P53+/-マウス（9-11week) 1.0%）で分散 試験方法等 試験結果 出典 9 ・1×10 個／匹（3mg/匹）（溶液として1mL）をマウ フラーレン注入群及び対照群では腫瘍発生及び途中死亡は認められなかった。 Takagi et.al.(2008) スの腹腔内に注入（単回）。 どちらのフラーレンもばく露後1日で一過性の炎症と、細胞傷害を示したが、その他は水を注入し 0.2､0.4､1.5､3.0mg/kgを肺に注入（単回）。 たものと差は無かった。C60を1.5、3 mg/kg ばく露したラットのBAL の過酸化脂質がばく露1日、3ヶ Sayes et.al. (2007) 月で増加。 ・17℃、12L:12D Hopping：増加、拍動数：変化なし、付属肢の活動：増加、尾爪：変化なし、回復状況：左記の有意 Lovern et.al.(2007) ・260ppbと2.0ppm に増加したものは全て回復した。 低濃度（0.01mg/L）ばく露群で、iso-及びanteiso-分枝脂肪酸が有意に増加し、高濃度(0.75mg/L) 低濃度：0.01mg/L、高濃度：0.75mg/L ばく露群では１価不飽和脂肪酸が増加した。 また、P. putida とは異なり、相輸送温度は低下し、 Fang et.al.(2007) 膜の流動性は低下した。 フラーレン C60(160±50nm)、C60(OH)24 (C60,C60(OH)24) 水分散 ラット(CD(SD)IGSBR) フラーレン派生物 30nm （C60HxC70Hx） THFを用いて分散 ミジンコ（Daphnia magna ) 同上 Baccilus Subtilis （グラム陽性 菌）のCB310 フラーレン（C60) 同上 同上 Pseudomonas putida （グラム陰 低濃度：0.01mg/L、高濃度：0.5mg/L 性菌）のF1 フラーレン（C60） 同上 フラーレン（C60） 同上 フラーレン（C60) 水中の粒子サイズ：85nm 同上 フラーレン（C60) 直径50-200nmで、平均直径 95nm フラーレン C60 グラム陽性菌（Bacillus subtilis CB315） グラム陰性菌（Escherichia coli DH5α） 大学内の土壌（きょう雑物を除 去、4mmで篩） 同上及び水分散 ミジンコ（Daphnia magna ) フラーレン(C60) 93nm THFを用いて分散（20mgのC60） 同上 フラーレン(C60) 20-100nm 水中で30分以上超音波 同上 フラーレン(C60) 直径10-200nmの凝集物 水分散法（2ヶ月間以上スターラー 同上 で攪拌） フラーレン(C60) 10-20nm THFを用いて分散 フラーレン(C60) 直径10-200nmの凝集物 水分散法（2ヶ月間以上スターラー Copepods（海底匍匐製の で攪拌） Harpacticoid ) 同上 フラーレン(C60) 同上 同上 ヨコエビ（Hyalella ） フラーレン(C60) 同上 同上 メダカ フラーレン(C60) 同上 同上 Fatheadminnow 同上 同上 フラーレン（C60) フラーレン （nC60） フラーレン（C60) 水溶性フラーレン （C60(OH)22-24） 水溶性フラーレン （C60(OH)22-24） 水溶性フラーレン （C60(OH)22-24） ベンゼンに溶解⇒THF溶液へ⇒ ゼブラフィッシュ (実験室で産卵 200mLのアセトン(スターラーで攪 した二世代目)の受精卵(受精後 不定形、平均サイズ約100nm 拌）に滴下⇒蒸留水をゆっくり添加 1.5時間以内) ⇒75℃で加熱濃縮 溶液中で30-100nmの安定した オオクチバス幼魚（体重5.3± THFを用いて分散 凝集物 2.0g） グラム陰性菌（Escherichia coli THFを用いて分散 DH5α） グラム陽性菌（Bacillus subtilis 同上 CB315） ゼブラフィッシュ (実験室で産卵 10mgを100mLの精製水（Milli-Q)に 不定形、平均サイズ約100nm した二世代目)の受精卵(受精後 溶解(100mg/L) 1.5時間以内) 不飽和脂質の減少、シクロプロパン脂肪酸の増加が認められた。 また、高濃度（0.5mg/L）ばく露 Fang et.al.(2007) 群で、相輸送温度の若干の上昇と増殖のための膜の流動性が増加した。 作用濃度：0.04-4mg/L 0.4及び4mg/Lで増殖が見られず、4mg/LでCO2発生量が低下した Fortner et.al.(2005) 同上 0.4及び4mg/Lで増殖が見られず、4mg/LでCO2発生量が低下した Fortner et.al.(2005) ・C60：1μg/mL/g soil 細菌及び細菌群集の呼吸量、酵素活性等に対してほとんど影響はない。 Tong et.al.(2007) 0.8ppm（THF分散、48hrEC50)、35ppm以上（水分散48hrEC50) Zhu et.al.(2006) 0.46ppm（EC50)、0.880ppm（EC100)、0.260ppm（LOEC)、0.180ppm（NOEC) Lovern & Klaper(2006) 7.9ppm（EC50)、NA(9ppm以上)(EC100)、0.5ppm（LOEC)、0.2ppm（NOEC) Lovern & Klaper(2006) 35ppm以上（48hrEC50)、35ppm以上（96hrEC50)、5ppm以上（21日間の遊泳阻害） Oberdorster et.al.(2006) ミジンコ急性遊泳阻害試験（US EPA プロトコル （EPA(1994)）） ミジンコ急性遊泳阻害試験（US EPA プロトコル （EPA(1994)）） 作用濃度：40,180,260,350,440,510,700,880ppb ミジンコ急性遊泳阻害試験（US EPA プロトコル （EPA(1994)）） 作用濃度：0.2,0.45,0.9,2.25,4.5,5.4,7.2,9ppm ミジンコ急性遊泳阻害試験（US EPA プロトコル （EPA(1994)）） ・17℃、12L:12D ・260ppbと2.0ppm 作用濃度等：96hrLC50、3.75,7.5,15,22.5ppm Hopping：増加、拍動数：増加、付属肢の活動：増加、尾爪：変化なし、回復状況：左記の有意に増 Lovern et.al.(2007) 加したものは全て回復しなかった。 22.5ppm以上（96hrEC50) ミジンコ急性遊泳阻害試験（US EPA プロトコル 7ppm以上（48hrEC50)、7ppm以上(96hrEC50) （EPA(1994)）） 作用濃度：0.5ppmで96hr、投餌 0.5ppm以上（mRNAの損傷） 作用濃度等：試験前96hr無投餌、0.5ppmで96hrば く露、試験中は無投餌、24hr及び72hrに半量ずつ 0.5ppm以上（mRNAの損傷） 換水 脳の過酸化脂質濃度を上昇させ、鰓中の過酸化脂質濃度は有意に増加した。また、肝臓中の 作用濃度：0.5ppm CYP2 の一群の酵素はコントロールに比べて有意に増加した 作用濃度：1.5mg/L、ばく露時間：最大96hr nC60 1.5mg/Lは生残率を低下させた。また卵の孵化率を低下させた。 影響は抗酸化剤で緩和された 脳の過酸化脂質濃度、鰓の過酸化脂質濃度及び鰓の総グルタチオンで有意な差が確認された。 0.5mg/L 48時間 Oberdorster et.al.(2006) Oberdorster et.al.(2006) Oberdorster et.al.(2006) Oberdorster et.al.(2006) Zhu et.al.(2006) Zhu et.al.(2007) Oberdorster (2004) 作用濃度：5mg/L 顕著な影響は認められなかった。 Fortner et.al.(2005) 作用濃度：5mg/L 顕著な影響は認められなかった。 Fortner et.al.(2005) 作用濃度：50mg/L、ばく露時間：最大96hr 50mg/L以上 Zhu et.al.(2007) - 42 - 参考資料１ 対象物質 MWCNT MWCNT MWCNT MWCNT MWCNT 生物影響に関する試験結果（続き） 試薬の外形等 MWCNT(20～40nm×220、 825nm) 試薬の調製方法 20mgMWCNT を400mL エタノール で1時間超音波処理 Tween80を1%添加0.9%生理食塩 MWCNT(精製品、粉砕物) 水、超音波処理 MWCNT(平均50nm×10μm、 生理食塩水(Tween80 1%添加)、超 95%純度、表面積280m2/g) 音波処理 15 層、平均内径5.1±2.1nm、 15 分超音波処理、1 分以下のボ 5.2±1.5nm、平均外径11.3± ルテックス 3.9nm、9.7±2.1nm MWCNTの粒子密度：3.55× 1011個／g Tween80（界面活性剤、最終濃度 1.0%）で分散 MWCNT,NdopedMWCNT MWCNT(長径50nm 以下)、NdopedMWCNT(30～50nm× PBS 100～300μm) MWCNT 直径 30-70nm SWCNT SWCNT(1.4nm×1μm)、陽性 対照にquartz、陰性対象に PBS＋1%Tween 80 carbonyl iron粒子 SWCNT SWCNT(2nm×0.5～40μm) SWCNT SWCNT SWCNT SWCNT 溶媒に分散させたMWCNTを底泥 に混入 試験方法等 in vivo 0.1mg/匹、4 週間皮下埋め込み。 ラット(SD、雌、200～250g) MWCNTを0.5、2、5 mg、1 回気管注入。 肺に注入。MWCNT エアロゾルを吸入チャンバー で6 時間/日ばく露を5 日間、10 日間、15日間ばく 露 200～400μg をシリンジで気管注入後、空気を50 μL 注入。 マウス(kunming マウス、雌、 30g、10 週齢) スイスマウス(雄、雌、40～45g) P53+/-マウス（9-11week) 2%CMC（カルボキシメチルセルロー Fischer 344系雄性ラット（12週 ス溶液）に懸濁（0.5mg/mL、 齢、体重250-300g) 1.0mg/mL） MWCNT SWCNT 試験生物 ラット(Wistar、雄、6 週齢) マウス(CD1系(C.129S2Cd1tm1Gru)、雄、4 週齢 試験結果 ラット皮下組織では、長さ220nmの方が炎症反応が弱かった。 MWCNT の毒性は濃度依存性を示し、炎症反応と肉芽腫形成を示した。60 日後にも肺に残存し、 Miller et.al. (2005) 2ヶ月後肺にコラーゲンリッチな肉芽様腫瘤が発生した。 MWCNT の肺胞における凝集は気管支より少ない。注入16 日後までは肺胞壁にMWCNT沈着が Li et.al.(2007) あるが炎症はない。24 日目には炎症が引き起こされていた。 CNT によって引き起こされる肺の炎症は弱く一過性だが、速やかなP-セレクチン依存的な全身性 Nemmar et.al.(2007) 炎症が認められた。 p53(+/-)マウスにおいてMWCNT の腹腔内注入により25週後までに中皮腫が惹起された。 中皮 ・1×109個／匹（3mg/匹）（溶液として1mL）をマウ 腫の発生は、MWCNT 注入群においては、全体を通じての発生率は14/16 （87.5%）で、クロシドラ スの腹腔内に注入（単回）。 イト注入群では14/18。 大きな線維性瘢痕/肉芽（granulation）の中に、凝集塊が包み込まれてい Takagi et.al.(2008) ・上記の操作を、MWCNT及びフラーレン、クロシド るのが認められた。また、MWCNT 及びクロシドライトの分散した繊維が線維化病変部の細胞外 ライトについて実施 に、又は食細胞によって貪食された像として認められた。 ・陰嚢内に単回注入 ｸﾛｼﾄﾞﾗｲﾄ群では52週まで無死亡、中皮腫の発生はなし。 MWCNTでは、26週間までに発ガン過程 －実験１：MWCNT＝1.0mg/kg×7尾、ｸﾛｼﾄﾞﾗｲﾄ＝ が開始され、52週までに6/7例で死亡。 血性腹水、大小の白色結節が腹膜に播種状に分布、一 2.0mg/kg×10尾、52週間後までに解剖、観察 Sakamoto et.al.(2009) 部腹腔内にも観察。 中皮細胞の肥大及び随所に大小の結節性ないし乳頭状の中皮腫が観察さ －実験２：MWCNT＝2.0mg/kg×7尾、30週間まで れた。 に解剖、観察 単回、1、2.5、5mg/kg、鼻腔、経口、気管、腹腔注 N-dopedMWCNT よりMWCNTの方が毒性が高かった。 入。注入後24、48、72 時間、7 日後に解剖 Carrero-Sanchez et.al.(2006) 作用濃度：0.37mg/g乾泥、0.037mg/g乾泥（泥に混 入前に超音波で分散） 試験生物の有意な死亡率の増加はなかった Petersen et.al.(2008) 底泥(有機炭素含有率0.66%)：ピート(有機炭素含 濃縮率：0.40±0.1 有率45.1%)＝9:1で混合したものを底泥として水槽 に敷く 5mg/kg ばく露群は24 時間以内の死亡率は～15%であったが、これは上部気道の閉塞によるもの で、SWCNTの毒性に起因するものではなかった。 Quartzは有意な肺の炎症等の影響が認められ たが、SWCNTの注入による細胞の炎症は一過性であった。 SWCNTの注入で異物性肉芽腫が発 ラット(Crl:CD(SD)IGS BR、雄、8 0、1、5mg/kg、24 時間、1 週間、1 ヶ月、3 ヶ月肺 現したが、用量依存性はなく、分布は不均一で、1ヵ月後も進行性は認められなかった。 この肉芽 Warheit et.al.(2004) 週齢、240～255g) に注入。BAL検査及び病理組織学的検査 腫については、BAL検査や病理組織学検査で肺毒性が認められなかったこと、用量依存性がな いこと、分布が不均一であること、粉じんによる肺毒性の事例、時間経過で症状が軽減する可能 性といった点で、矛盾した結果となっている。 オヨギゴカイ（Lumbriculus variegatus ） 生体適合性非イオン性界面活性剤 ラット(CDF(F344)/CrlBR、雌、6 (PluronicF-68 (BASFCorp)とPBS 週齢) 件濁。ウェットミル5 分 2mg/kg を 口咽頭に注入 ばく露後1 日、21 日後はBAL では明確な炎症反応はみられなかったが、21 日後の肺に局所的な Mangum et.al.(2006) 小さな間質性線維性病変があった。 大動脈ミトコンドリアグルタチオン量、蛋白カルボニル化活性の変化に伴うmtＤＮA ダメージ有り。 ApoE–/–トランスジェニックマウスで、アテローム性動脈硬化症の進行を増強する。しかしマウスの Li et.al.(2007) 脂質組成は変化しなかった。 SWCNT を0～40μg/匹 咽頭経由で肺に注入。 SWCNT(長径1～4nm、表面積 BAL の炎症細胞、炎症サイトカイン、蛋白質の迅速な増加により、SWCNT が急性炎症反応を起 PBS マウス(C27BL/6、雌、7～8週齢) Shvedova et.al.(2005) 3 1040m2/g) こすことを示した。SWCNT のマクロファージとの反応性の低さから、炎症は一過性と考えられた。 SWCNT は5mg/m 、8時間/日。 剪断2 分、超音波処理0.5 分。熱処 2mg/mL(0.1mg)、10mg/mL(0.5mg)気管内へカテー 肺に用量依存性の間質性肉芽腫が認められた。CNT が肺に到達した場合カーボンブラックより有 未精製・精製CNT(Rice 大学) マウス(B6C3F1、雄、2 ヶ月齢 Lam et. Al.(2004) テル挿入により注入、ばく露後7 日、90日に解剖 害性が強い。 理したマウス血清に懸濁 ASTM E-2317-04 微小コペポダ（Amphiascus 最大10mg/Lまで生残率に影響はなかった。精製しなかったSWCNTではやや影響が認められた Templeton et.al.(2006) tenuiremis） 作用濃度：0, 0.58, 0.97, 1.6, 10 mg/L 純粋化したSWCNTは成長には影響がなかった。精製しなかったSWCNTではやや影響が認められ 同上 同上 Templeton et.al.(2006) た SWCNT (CNI 社) PBS、3 分超音波処理 マウス(C57Bl/6、雄、2、3 ヶ月 齢) 10～40μg/匹、咽頭に注入（単回）。 作用濃度：0.03mg/g乾泥、0.003mg/g乾泥（泥に混 入前に超音波で分散） 有意な死亡率の増加はなかった 底泥(有機炭素含有率0.66%)：ピート(有機炭素含 濃縮率：0.28±0.03 有率45.1%)＝9:1で混合したものを底泥として水槽 に敷く 鰓の病理(水腫、粘液細胞の変化・過形成）が確認された。 鰓、消化管でのNa+,K+ATPaseの有 ニジマス未成魚（30.0±5.0g） 3g/L SDS（Sodium dodecyl 意な増大（ただし、脳、肝臓では変化はない）。 鰓と肝臓でのグルタチオンレベルの増加（脳と消 試験前1日及び試験期間中は無 作用濃度：0.1、0.25、0.5 SWCNT 1.1nmφ外径、5-30μmL sulphate）⇒超音波（2時間、 化管のグルタチオンは変化なし） 投餌 35kHz） 粘液の排泄及びいらいら状態(irritation）。 鰓の活動量は投与量に比例して増大 ・鰓の病理(水 SWCNT 同上 同上 同上 同上 腫、粘液細胞の変化・過形成）が確認された。 SWCNTの混じった粘液の排泄の確認。 100nmのフィルターでろ過し、精製 11.9μg/mLで、試験直後に全ての生物が凝集、運動の消失が観察され、その後再活動個体もあ SWCNT（酸化 水に再懸濁させて1hr超音波。遠心 作用濃度：0-17.2μg/mL（ばく露濃度は明記され るが徐々に死亡も確認され、液が暗くなってくる。 6.8μg/mLでは、当初の凝集は生じるが、3日 繊毛虫（原生動物） SWCNT＝水溶 直径2-10nm、長さ500nm未満 分離（22000g,5hr)により大きな粒子 ていないが、文中から 0, 1.6, 6.8, 11.9, 17.2μg/mL 後でも運動の消失は生じない。 凝集の程度、運動消失の程度、死亡は1.6-11.9μg/mLの範囲で （Tetrahymena thermophyla） 性） を除去 の5段階はある) は濃度の上昇とともに増加する。 CB試験で見た摂餌能力では、3.6μg/mL以上で摂餌能力が確 ・ 認できなかった（1.8μg/mL以下では対照と同等の摂餌能力が確認された） CNTを脂質 SWCNT（脂質で ミジンコ急性遊泳阻害試験（US EPA プロトコル 5mg/L以下では死亡率0%、10mg/Lで死亡率20%、20mg/Lで死亡率100%。 ミジンコは脂質でコー 直径：約1.2nm （Lysophophatidylcholine)でコートし ミジンコ（Daphnia magna ) コーティングした （EPA(1993)））（毎日投餌、水交換） トしたSWCNTを摂食し、脂質部分を消化した。 平均分子量：106 Da た もの） ミジンコ急性遊泳阻害試験（US EPA プロトコル 0.5mg/L以上で死亡率が増大したが（2.5mg/Lで約60%死亡)、0.5mg/L以下でも濃度が低下するほ 同上 同上 同上 同上 （EPA(1993)））（毎日投餌、非水交換） ど死亡率が増大した。 ミジンコは脂質でコートしたSWCNTを摂食し、脂質部分を消化した。 SWCNT 出典 Sato et.al.(2005) SWCNT 溶媒に分散させたSWCNTを底泥に オヨギゴカイ（Lumbriculus 混入 variegatus ） - 43 - Petersen et.al.(2008) Smith et.al.(2007) Smith et.al.(2007) Ghafari et.al.(2008) Roberts et.al.(2007) Roberts et.al.(2007) 参考資料１ 対象物質 TiO2 TiO2 TiO2 TiO2 TiO2 TiO2 TiO2 TiO2 TiO2 生物影響に関する試験結果（続き） 試薬の外形等 試薬の調製方法 uf-A：136.0nm、uf-B： 149.4nm、uf-C：140.0nm、対照 水分散 及び PBS（phosphate 超微粒子：129.4nm、微粒子 buffered saline)分散 TiO2：約380nm 同上 同上 試験生物 Salmonella typhimurium strains TA98, TA100, TA1535, and TA1537 and Escherichia coli strain Chinese hamster ovary (CHO) cells（Aroclor-induced rat liver S9の有無の両者) 試験方法等 試験結果 出典 遺伝子毒性試験（復帰突然変異試験）（OECDテス 陰性 トガイドライン471) Warheit et.al.(2007） 遺伝子毒性試験（染色体異常試験）（OECDテスト 陰性 ガイドライン473) Warheit et.al.(2007） 鼻腔に0 日目、1 日目、2 日目の3 回、総注入量 マウス(BALB/cANNCrl、雌、6～ 29nm、250nm PBS、超音波処理 ナノ粒子200μg 及びオボアルブミン30μgを注入 小さくて、表面積の大きい粒子は、アジュバンド効果を示した 8週齢) (オボアルブミン、オボアルブミン+ナノ粒子)。 急性毒性4 時間/1 回、亜急性毒性4 時間/日を10 3 粒子サイズ5nm、 表面積210 マウス(C57Bl/6、雄、6 週齢、22 日チャンバーで全身ばく露(2.5mg/Lを25L/minばく 8.88 mg/m ばく露後1～2 週間でBAL の肺胞マクロファージ数増加。ばく露後3 週間で回復。その 噴霧チャンバー使用 2 ～25g) 他の毒性指標に影響は認められなかった。 ± 10 m /g 露)。LDH、BAL 検査 BUN(腎臓影響有り),血清LDH,αHBDH(心筋障害)。肝臓の病理学(中心性静脈部の肝細胞ネク マウス(CD-1,雌雄40 匹ずつ、19 TiO2を5g/kg 体重、1 回口から経管投与。2 週間 80、25 nm HPMC 溶液、15～20分超音波処理 ローシス)。心臓、肺、睾丸(卵巣)、及び脾臓組織には病理学的異常なし。肝臓に一番蓄積。脾 観察。対象に155nmTiO2を投与 ±2g) 臓、腎臓、肺組織に蓄積。 0.1、0.5mg/匹。単回、マウス気管注入、注入後3 肺気腫、マクロファージ浸潤、肺胞隔壁破壊、タイプⅡ肺胞細胞の肥厚化、上皮細胞アポトーシス Rutile crystalphase、19～ 生理食塩水、培養液、超音波処理 マウス(ICR、雄、2 ヶ月齢、30g) 日、1 週間、2 週間の肺検査。 などが0.1mg 注入で見られた。100以上の遺伝子発現に変化があった。 21nm、表面積50±15m2/g マウス(Kunming マウス、雄、7週 ナノ粒子0.4、4、40mg/kg、肺に注入、注入後3 日 急性毒性は3nmのTiO2 では0.4mg/kg の注入では現れず、4mg/kg でわずかに影響が現れ、 3nm、20nm 水、15 分超音波処理 齢) 目にBAL 試験 40mg/kg で肺に負荷がかかった。 TiO2 注入群は、マクロファージ遊走阻止因子(MIF)に関連するmRNA を増加させた。MIF はTiO2 平均粒径0.29μm、BSA コート ラット(SD、雄、7 週齢) ラットに4mg のTiO2を気管注入し、肺組織解析。 TiO2 注入後48時間で気管支上皮細胞に発現し、肺全体で発現増加した。 uf-A：136.0nm、uf-B： 皮膚感作性：OECDガイドライン429（局所リンパ節 149.4nm、uf-C：140.0nm、対照 皮膚感作性(局所リンパ節検定）：低い（EC3が算出できなかった)、皮膚刺激性：少ない、眼刺激 ラット、ウサギ 検定） 超微粒子：129.4nm、微粒子 PBS、15 分超音波処理 性：発赤 皮膚刺激性：同404、目刺激性：同405 TiO ：約380nm de Haar et.al.(2006) Grassian et.al.(2007) Wang et.al.(2007) Chen et.al.(2006) Li et.al.(2007) Cha et.al.(2007) Warheit et.al.(2007） 2 TiO2 同上 同上 水分散 及び PBS（phosphate buffered saline)分散 500mLの脱イオン水に10gのTiO2を 添加し、19hr室温で攪拌（スター ラーによる） 2000g を1hr遠心分離⇒沈殿物を 500mLの脱イオン水に再分散⇒ 24hr攪拌⇒遠心分離して55℃で乾 燥。 ラット、ウサギ 急性経口毒性：OECDガイドライン425(急性経口毒 急性毒性(経口)：低い(5000mg/kg以上) 性) Warheit et.al.(2007） 藻類 藻類生長阻害試験（OECDテストガイドライン201) Warheit et.al.(2007） 藻類（Desmodesmus subspicatus） 藻類生長阻害試験（ISO8692、OECD201、 50%影響濃度は44mg/L DIN38412-33） 作用濃度：0, 3.1, 12.5, 25, 50 mg/L Hund-Rinke & Simon(2006) 同上 藻類生長阻害試験（ISO 8692 の改法） 作用濃度：0, 3.1, 12.5, 25, 50 mg/L 50mg/L以上 Hund-Rinke & Simon(2006) ミジンコ（Daphnia magna ) 同上 短時間の強い照明（250W、30分）をした実験では、照明をしなかった場合よりも影響が大きくなっ た（図からは）短時間の強い照明をしなかった実験では3mg/Lまでは影響は認められなかった。 （図からは）粒子径25nmのものが100nmのものよりも影響が大きい Hund-Rinke & Simon(2006) 短時間の強い照明（250W、30分）をした実験では、照明をしなかった場合よりも影響が大きくなっ た。 （図からは）粒子径25nmのものが100nmのものよりも影響が大きい Hund-Rinke & Simon(2006) 500ppm以上(EC50)、500ppm以上(EC100)、500ppm以上(LOEC)、500ppm以上(NOEC) Lovern & Klaper(2006) Hopping：変化なし、拍動数：変化なし、付属肢の活動：変化なし、尾爪：変化なし Lovern et.al.(2007) TiO2 同上 TiO2 粒子径：25nm（主にアナター ゼ） TiO2 同上 TiO2 同上 同上 TiO2 同上 500mLの脱イオン水に10gのTiO2を 同上 添加し、19hr室温で攪拌（スター ラーによる） TiO2 100-500nm 水分散：水中で30分以上超音波 同上 TiO2 10-20nm THFを用いて分散 同上 TiO2 uf-A：136.0nm、uf-B： 149.4nm、uf-C：140.0nm、対照 水分散 及び PBS（phosphate 超微粒子：129.4nm、微粒子 buffered saline)分散 TiO2：約380nm 同上 ミジンコ急性遊泳阻害試験（OECDテストガイドライ 影響は小さい ン202) Warheit et.al.(2007） TiO2 同上 ニジマス 魚類急性毒性試験（OECDテストガイドライン203) Warheit et.al.(2007） 同上 ミジンコ急性遊泳阻害試験（ISO6341、OECD202、 DIN38412-30） 作用濃度：0, 3.1, 12.5, 25, 50 mg/L ミジンコ急性遊泳阻害試験（US EPA プロトコル （EPA(1994)）） 作用濃度：50,200,250,300,400,500ppm ・17℃、12L:12D ・260ppbと2.0ppm TiO2 平均の直径：21nm、比表面積 超音波（6時間、35kHz、毎日の投 与前に30分の超音波） 50±15m2/g ニジマス未成魚（28.1±0.4g） 試験前1日及び試験期間中は無 作用濃度(mg/L)：0.1、0.5、1.0 投餌 TiO2 同上 同上 同上 同上 - 44 - 中程度の影響 影響は小さい 鰓の膜の水腫及び肥厚が認められた。ﾍﾏﾄｸﾘｯﾄ等の血液性状や組織のNa+,K+濃度では変化が無 かった。 組織の金属濃度（Na+,K+,Ca2+,Mn)は変化が無かった。 ただ、CuとZnについては特に脳 + + において濃度依存の傾向が見られた。 Na ,K ATPase活性は、鰓及び消化管では顕著に減少し、 Federici et.al.(2007) 脳においては減少の傾向が認められたが、肝臓ではそのような傾向は無かった。 鰓のグルタチ オン濃度は有意に増加したが、脳及び消化管ではそのような変化は無かった。 ・試験後半では粘液を放出するものが多かった。 ・1.0mg/Lの試験区では試験の後半で位置を喪失する（水中で縦になる）ものがあり、浮力調節に Federici et.al.(2007) 異常をきたしていた。が、それ以外の異常な行動はなかった。 参考資料１ 対象物質 銀ナノ粒子 生物影響に関する試験結果（続き） 試薬の外形等 平均長径(nm) 低ばく露量群 11.93±0.22、中ばく露量群 12.4±0.15、高ばく露量群 14.77±0.11 試薬の調製方法 ドライパウダー 試験生物 ラット(SD、8週齢、雄283g、雌 192g) 試験方法等 試験結果 出典 28 日間(4 週間)、6 時間/日で5 日/週、噴霧チャ 28 日ばく露後、肺組織中の銀の量は、ばく露量に比例していた。体重、血液生化学指標に有意差 Ji et.al.(2007) ンバーでばく露。ばく露量1.73×104 個/cm3、1.27 は認められなかった。 3 3 3 ×105個/cm 、1.32×106個/cm (61μg/m )。 銀ナノ粒子は胚のchorion pore canals（絨毛膜の裂孔）通して胚に入り込む。 その運動はブラウ ン運動のような動きで能動的なものではない。 chorion pore canalsの拡散係数は大きいが、胚の 内部では小さくなり拡散は抑制される。 銀ナノ粒子は正常に発達した胚や死亡した胚等にすべて Lee et.al.(2007) 同上 銀ナノ粒子 見られ、影響の出現は濃度依存であると思われ、その限界は0.19nMでであった（20.52ng/L)。 他 の粒子と異なり、銀ナノ粒子は光学的に確認できるので、生体内の影響検討等に有用である。 鼻腔に 5–7 μg を6 時間/日、5 日/週で12 日目ま 注入12 日後、嗅球のMn 量が増加していた。肺のMn 量も倍増していた。線条体、前頭皮質、小脳 MnO、Mn3O4、Mn2O3、MnO2 ラット(Fischer344、雄、200– 生理食塩水、超音波処理 MnO で注入し、12 日目に全身組織中のMn 測定、11日 でもMnが増加していた。11日目のBALでは肺の炎症はみられなかったが、TNFα-mRNA と蛋白 Elder et.al.(2006) 250g、3 ヶ月齢) 混合物(30nm, ～500μg/m3) 目にジーン及びプロテインアッセイを実施 が検出された。 酸化亜鉛(50～70nm)、酸化亜 ラット(Crl:CD(SD)IGS BR、雄、8 1、5mg/kg(PBS 懸濁液)を気管注入。注入後24時 TNF-αはほとんど活性していないが、IL-6 がZnO(ナノ)で産生した。in vivoとin vitro の結果は相 酸化亜鉛 PBS、培養液、30 分超音波処理 Sayes et.al.(2007) 鉛(＜1000nm) 週齢、240～255g) 間、1 週間、1 ヶ月、3ヶ月にBAL 検査。 関しなかった。 Cu(25nmタイプ、平均粒径 急性経口毒性試験（OECD テストガイドライン425） 経口投与によるLD50 は ナノ銅：413mg/kg、銅イオン：110mg/kg、ミクロン銅：5000mg/kg以上。ナ 1%w/vHPMC 溶液、10 分超音波処 マウス(ICR、雌雄、8 週齢、20～ 銅(ナノ) 23.5nm)、ミクロン銅(17μm)、 ナノ(108～1080mg/kg 投与)、ミクロ(500～ ノ、ミクロンともに腎臓形態学的変化を示した、脾臓はナノで強い形態学的変化示した。血清 Chen et. Al.(2006) 理、2分ボルテックス 22g、5匹ずつ) イオン(0.072nm) 5000mg/kg 投与)、イオン(24～237mg/kg) BUN、Cr、TBR、ALP は高用量(736mg/kg)ナノ銅群で影響が認められた CdTe2mM/,1mL/kg を静脈注入し、注入後0、0.5、 ラットへ注入後2 時間で自発運動が一過性に低下し、24 時間後には増加したが、その他の毒性 Zhang et.al.(2007) 量子ドット（CdTe） CdTe PBS、脱イオン水、超音波処理 ラット(SD、雄、1 ヶ月齢 1、2、4 時間後測定、24時間後解剖 指標に影響は見られない。 水溶性量子ドット(コアCdSe、 ヘアレスマウス(Crl: SKH-1(hr 皮膚注射。4、8、12、24時間後に解剖し、各臓器 皮膚注射により皮膚沈着。量子ドット(QD)は流入領域リンパ節や肝臓、その他の臓器に分布し キャッピングCdS、 Gopee et.al.(2007) 量子ドット（CdSe） 0.2μmフィルター濾過 /hr )、雌、9週齢) のCd、Se 分析 た。 poly[ethyleneglycol]被覆の量 子ドット、37 nm) 免疫系の検査では、CdTe濃度の増加により、血球密度の増加と活性の低下が確認された。 食 ストック溶液を遠心分離して 細胞の活性の低下も確認されたが濃度依存性は明確ではなかった。 K542細胞による免疫機能 （2000rpm、5分）0.1% Na（細胞殺傷能）は濃度依存的に増加した。 脂質過酸化酵素活性は鰓では濃度依存的に上昇し、 粒子の85%が100nm以上、15% 淡水の二枚貝：Elliption 量子ドット（CdTe） 1.6, 4 and 8 mg/L thioglycolateで透析（10kDa 逆に消化管では濃度依存的に低下した。 DNAの損傷は鰓ではわずかに濃度依存的に上昇した Gagne et.al.(2008) が100nm未満 complanata membrane dialysis pores)（pH10、 （ものの明瞭な変化はなく＝図からの読み取り）、消化管ではむしろ対照区よりも少なくなった。 4hr、20℃） 全体を通して、CdTeは淡水二枚貝の免疫系に影響を及ぼし、鰓及び消化管に酸化ストレスを与 えDNAに損傷を与えた（消化管のDNA損傷は明瞭ではない）。 ナノSiO2(10±5 nm、表面積 注入1 ヶ月後ナノSiO2は細胞小結節StageⅠ、マイクロ群はStageⅡ、Ⅱ+、2ヶ月後ナノSiO2は ラット(Wistar、雌、7 週齢、180～ 40mg/mL(SiO2総量20mg)気管注入。ばく露後1 ヶ 2 生理食塩水、ボルテックス混合 StageⅠのまま、マイクロSiO2群はStageⅡ+、Ⅲを示した。IL-4、TGF-β1の発現はナノSiO2の方 Chen et.al.(2004) シリカ 640±50m /g)、マイクロ 200g) 月、2 ヶ月で解剖 が低い。線維形成はナノSiO2の方が軽度であった。 SiO2(0.5～10μm) 直径11.6±3.5nmの球形の粒 子（試験時の観察では最終的 に5-46nm) Min-U-Sil aquartzparticles(300nm～2μ m)、Nanoscale quartzparticles PBS I (50 nm)、nanoscale quartzparticles II (12nm)、fine quartz(300 nm） シリカ ※ 不明（右の記載から最低でも20.52ng/Lの用量は ある） ラット(Crl:CD(SD)IGS BR、雄、8 5mg/kg、1mg/kg 気管注入し、24 時間、1週、1 ヶ α-シリカの肺毒性は、粒子大きさや表面積よりも界面活性が影響している。 週齢、240～310g) 月、3 ヶ月にBAL検査 Warheit et.al.(2007) 参考資料１に紹介した生物影響試験の事例は、近年の研究の状況を示す参考として示すものであり、内容について精査されたものではない。 - 45 - 参考資料２ 測定方法の原理・特徴（主に作業環境の測定方法） 測定方法等 測定の対象 個数 質量 表面積 CPC：Condensaiton Particle Counter 凝縮式粒子計数数器 ○ SMPS：Scanning Mobility Particle Sizer 走査型移動度粒径測定器 ○ PCS：Photon Correlation Spectroscopy 光子相関分光法 ○ Optical Particle Counter 粒径別粒子数計測装置 ○ Electron Microscopy（SEM,TEM) （走査型、透過型）電子顕微鏡 ○ ○ ○ Size-selective personal sampler 個人用多段分級装置 ○ Size-selective static sampler 水平重力式多段分級装置 ○ TEOM: Tapered element oscillating microbalance フィルター振動法測定器 ○ ELPI： Electrical Low Pressure Impactor 電子式低圧インパクター Diffusion Charger 拡散荷電装置 ○ ○ ○ 原理 気化させたアルコールや水を粒子に凝 縮させて粒径を大きく揃えて光学的に 計数する方法。 帯電させた粒子を電場内で移動させ、 その到達距離等で粒子サイズ別の個数 をカウントする方法。 ブラウン運動による散乱光を測定する ことで粒子サイズを測定する方法。 光束中に吸引空気を流し空気に含まれ る粒子による散乱光により粒子の大き さと数を測定する方法。 光学顕微鏡で光の代わりに電子線を用 いた顕微鏡。 多段の分級装置を個人用に小型化した 装置。 ○ ○ 水平に気流を流し、重力で沈降する粒 子をその到達する水平位置の差で区分 する分級装置。 固有の振動が与えられたフィルター上 に粒子を捕集し、振動数の減衰量より 質量濃度をリアルタイムに計測する。 特定の大きさ以上の粒子を捕集し小さ いものは透過させる多段のノズルを重 ねることで粒子の大きさ別の計測がで きる装置。 コロナ放電によるイオンの粒子への拡 散荷電が粒子表面の化学的性質とは無 関係に表面積に比例することから粒子 の表面積を測定する方法。 ISO/TR 27628(2007-02-01)、BSI PD6699-2(2007-12)等の資料から作成 - 46 - 特徴等 原理的に個数の測定のみが可能 リアルタイムのサイズ別の個数の測定装置。 測定可能範囲：10nm～1000nm。 粒子の形状や密度から重量、表面積に換算。 3nm 以上の粒子に適用できる。 ナノ材料の品質管理に利用される。 100-300nm の粒子に適しており、ナノには適し ていない。 電子顕微鏡試料の計測により、サイズ別のエア ロゾルの個数濃度に関する情報が得られる。 現状では 100nm を区切った装置はない。オフラ インでの重量分析か化学分析が必要である。質 量はサイズ分布計測から得られる。 100nm に区切りのあるカスケードを持つ唯一の 装置。 ナノスケールの粒子に適した粒径区分での質量 測定が可能である。 リアルタイムのサイズ別個数の測定装置。 粒子の形状や密度から重量、表面積に換算。 リアルタイムのエアロゾル表面積の測定。100nm 以上には不適で、100nm 以下に有効な方法。100nm 以上を分級できるならば、ナノスケールの粒子 にも適している。 参考資料３ 環境中への放出の可能性（整理集約表） ＜製品の製造時（一次製造場及び二次製品製造場を含む）＞ （○：環境中に放出される可能性がある。 ×：環境中への放出の可能性は少ない） （空白は主要な放出経路ではないことを示す） ナノ材料 カーボンブラック 検討した製品の種 類 タイヤ等 除じん装置 からの大気 への放出 残余材料や使用済みフィル 排水処理施 ター、ウエス、運搬容器等の 設からの公 廃棄処理時の取扱いによる再飛散 共用水域へ の放出 焼却処理 その他の扱い 製造・運搬時 の大気への 放出 ○ ×（※１） ○ ○ ○ ○ ×（※１） ○ ○ ○ ○ ×（※１） ○ ○ ○ スポーツ用品 ○ ×（※１） ○ ○ ○ 多層カーボンナノチューブ 半導体トレイ ○ ×（※１） ○ ○ ○ リチウム二次電池 ○ ×（※１） ○ ○ ○ 二酸化チタン 化粧品 トナー 塗料 ○ ○ ○ ○ ○ 酸化亜鉛 化粧品 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ポリスチレン アクリル微粒子 フラーレン カーボンナノファイバー 銀 酸化セリウム 備考 化粧品 ディスプレイ表面 化粧品 インクジェット 繊維製品 家電製品 研磨剤 ※２ 備考 ※３ ※１：現在日本で使用されている焼却施設（800℃以上、滞留時間 2 秒以上）では分解すると考えられる。 ※２：HEPA フィルターは効果があると考えられるが、取扱方法によってはナノ材料を十分に除去できない可能性がある。 また、集じん装置のナノ材料の除去効率についてはデータがなく、除去できない可能性がある。 ※３：排水処理で除去できなかったナノ材料が公共用水域に放出される可能性がある。排水処理汚泥は固化等の措置により環境中への放出の可能 性は少ないと考えられる。 - 47 - 参考資料３ 環境中への放出の可能性（整理集約表）（続き） ＜製品の使用時＞ （○：環境中に放出される可能性がある。 ×：環境中への放出の可能性は少ない） （空白は主要な放出経路ではないことを示す） ナノ材料 カーボンブラック ポリスチレン アクリル微粒子 下水処理施設 使用中の劣化 検討した製品の種類 から公共用水域 に伴う環境中 への放出 への放出 タイヤ等 化粧品 化粧品 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ インクジェット スポーツ用品 多層カーボンナノチューブ 半導体トレイ リチウム二次電池 化粧品 二酸化チタン トナー 塗料 酸化亜鉛 銀 酸化セリウム 備考 備考 ディスプレイ表面 フラーレン カーボンナノファイバー 使用時に直接 大気中に放出 化粧品 ○ ○ 繊維製品 ○ ○ 家電製品 ○ ○ ※１ ※２ 研磨剤 ※３ ※１：凝集処理、活性汚泥処理でナノ材料が吸着される可能性があるが、ナノ材料の除去効率についてはデータがない。 ※２：大気環境に粉じんとして放出されるが、又は雨水排水を通じて下水処理施設を通じて公共用水域に放出される。 ※３：スプレーとしての使用を想定した。 - 48 - 参考資料３ 環境中への放出の可能性（整理集約表）（続き） ＜製品の廃棄処理時＞ （○：環境中に放出される可能性がある。 ×：環境中への放出の可能性は少ない） （空白は主要な放出経路ではないことを示す） ナノ材料 カーボンブラック ポリスチレン アクリル微粒子 フラーレン 検討した製品の種 破砕処理 類 時の飛散 タイヤ等 ○ 焼却処理 大気中への 放出 ×（※１） 下水処理汚泥の 埋立処分場から ばいじん・燃え 焼却処理に伴う の浸出水による 殻からの飛散 環境中への放出 環境中への放出 ×（※１） 化粧品 ディスプレイ表面 ×（※１） ○ ×（※１） ○ ×（※１） ×（※１） 化粧品 ×（※１） ○ ×（※１） インクジェット ×（※１） ×（※１） ×（※１） スポーツ用品 ○ ×（※１） ×（※１） ×（※１） ○ 多層カーボンナノチューブ 半導体トレイ ○ ×（※１） ×（※１） ×（※１） ○ ○ ×（※１） ×（※１） ×（※１） ○ カーボンナノファイバー リチウム二次電池 化粧品 二酸化チタン 酸化亜鉛 銀 酸化セリウム 備考 ○ トナー 塗料 ○ ○ × ○ ○ ○ × ○ ○ 化粧品 ○ 繊維製品 家電製品 備考 ○ ○ × ○ ○ × ○ 研磨剤 ○ × ※２ ※３ ※４ ※１：現在日本で使用されている焼却施設（800℃以上、滞留時間 2 秒以上）では分解すると考えられる。 ※２：材料中に含まれるナノ材料の破砕時の飛散を想定している。 ※３：ばいじん・燃え殻は固化等の措置により環境中への放出の可能性は少ないと考えられる。 ※４：埋立処分場からの浸出水中のナノ材料については、土壌吸着等に関する十分な情報がないことから、環境中への放出の可能性があるとした。 - 49 - 参考資料４ 米国 国内外の取組の現状と動向（整理集約表） EC ・21 世紀ナノテク研究開 ・Framework 発法（2004） Programme を中心と した種々の活動 ・国家ナノテク戦略 (NNI：2004/12、2007/12）・ 「Towards a European Strategy for ・EPA：White Paper Nanotechnology」 （2007/2） （2004/5) ・EPA：Stewardship ・EFSA による食品中 program による情報の のナノ材料に関する 収集（2008/1～） 情報の募集（～ ・EPA：同中間報告 2008/3) (2009/1) ・NIOSH：TiO2 作業環境 ・SCCP による化粧品 中のナノ材料に関す に関するｶﾞｲﾄﾞﾗｲﾝ （draft）（2005/11） る意見募集(2007/12 に結果報告) ・DOE：配下の研究所で ・予防原則に基づく事 の取扱ガイドライン 業者の責任ある開発 （2007/6） をうたった行動規範 ・EPA：カーボンナノチ （Code of Conduct) ューブ及びナノシリカ、 の公表（2008/2) ナノ酸化アルミニウム の一種を新規化学物質 ・その他、Nanosafe2 と考えられることを公 等の web site での情 表（2008/10、2008/11） 報開示、収集等を広 く実施。 ・EPA：5 月に NGO から提 ・専門家会合(CASG) 出された銀ナノ粒子を 殺虫剤と扱う嘆願書の で REACH におけるナ 扱いをパブコメに公表 ノ材料の扱いの検討 を開始（2009/2～） （2008/11） 英国、ヨーロッパ諸国 〔英国〕 ・The Royal Society のﾚﾎﾟ ｰﾄ(2004/7) ・DEFRA からのﾚﾎﾟｰﾄ （2005/12、2007/12) ・自主的情報提供システム を開始（2006/9～） ・BSI による種々の規格(一 般仕様書等）の発行 （2007/12） ・英国環境汚染委員会から ナノ材料の安全問題に関す るレポートが公表 （2008/11） 〔ドイツ〕労働安全衛生研 究所による労働安全に関す るガイドライン（2008/4) 〔アイルランド〕食品部門 官庁からの予防的原則に基 づいたレポート（2008/9） 〔フランス〕労働安全部局 から予防原則を主とした提 言を報告（2008/11） 〔スイス〕アクションプラ ンの公表（2008/5) ナノ材料チェック表の公表 （2008/12） 日本 OECD その他 〔ISO TC229〕 ・WPMN(Working 定義情報等を検討（定義 Party on 情報は 2008/10 に公表） Manufactured Nanomaterials) が Chemical 〔WWI〕 Committee の下 PEN シリーズで多くの に設置（2006/9） 政策提言を公表 ・8 つの SG その他、EPA や OECD の (Steering 活動と協働 Group)に分かれ て論議 〔デュポン他〕 ・これまでに 4 回 Environmental defense の会合（～ との協働による情報集 2008/6） 約作業（Nano Risk ・第 5 回会合は Framework）（2007/7～） ＜検討会＞ 2009/3 予定 ・経済産業省「ナノマテリア ル製造時業者等における安全 （SG３で優先検 〔オーストラリア ニュ 討物質のデータ 対策のあり方研究会」 ーサウスウェールズ州〕 セット作成のた （2008/11～） ナノ材料の扱いに関す めの る提言レポート ・厚生労働省「ヒトに対する Sponsorship （2008/11） 有害性が明らかでない化学物 Program が始動。 質に対する労働者ばく露の予 日本はフラーレ 防的対策に関する検討会」 〔生活保護団体等〕 ン、SWCNT、MWCNT （2008/3～） CTI や FoE 等の非政府団 の研究に参画） 「ナノマテリアルの安全対策 体による U.S.EPA に対 に関する検討会」（2008/3～） する銀ナノ粒子規制の ・環境省「ナノ材料環境影響 嘆願書（2008/5) 基礎調査」(2008/6～)等 ・内閣府 科学技術連携施策 ｢ナノテクノロジーの研究開 発推進と社会受容に関する基 盤開発｣(2007～)等 ・文部科学省 科学技術振興調 整費｢ナノテクノロジーの社 会受容促進に関する調査研 究｣(2005～)等 ・経済産業省「ナノ粒子特性 評価手法の研究開発」（2006 ～）等 ・厚生労働省「ナノマテリア ル安全対策調査業務」 - 50 - 参考資料リスト BAUA (Federal institute for occupational safety and health) (2007) Guidance for Handling and Use of Nanomaterials at the Workplace. 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